半小时通透Java的泛型

Java中的泛型可以在编译时期强制类型检查，提高代码的可读性和可维护性。本篇文章将通过以下几个方面入门讲解Java的泛型。

为何需要泛型

Java是一门强类型语言，变量在声明时就必须指定数据类型。但是，有些场景下程序员无法确定类型，例如：在集合类中存储对象时，使用Object类型无法满足需求，会导致类型转换错误和代码可读性差。针对这种情况，Java提供了泛型机制，使得程序员可以在编译时期指定具体类型。

泛型语法

Java的泛型使用尖括号<>表示，例如：ArrayList。其中，<>中的内容代表类型参数。泛型支持基本数据类型和引用类型，且可以使用通配符（?）表示不确定的类型。

// 泛型类
public class MyGenericClass<T> {
    private T myGenericField;

    public T getMyGenericField() {
        return myGenericField;
    }

    public void setMyGenericField(T myGenericField) {
        this.myGenericField = myGenericField;
    }
}

// 泛型接口
public interface MyGenericInterface<T> {
    void doSomething(T t);
}

// 泛型方法
public class MyGenericMethod {
    public <T> T genericMethod(T t) {
        return t;
    }
}

• 泛型类：通过定义一个类型变量T，可以在类中使用该类型变量代表任意类型。
• 泛型接口：与泛型类类似，用于定义接口的泛型类型。
• 泛型方法：可以在方法调用时，根据传递的参数类型决定具体的类型。

类型通配符

使用类型通配符(?)来表示不确定的类型。例如：

List<?> list = new ArrayList<String>();

• ? 代表着未知类型，与Object类似；
• List<?> 表示可以接收任意类型的List引用变量，也就是说，list可以指向任意类型的List引用变量。

类型通配符主要用于读取集合元素，如：

List<?> list = new ArrayList<String>();
for (Object o : list) {  // 编译不报错
    System.out.println(o);
}

由于list的元素类型未知，因此无法使用具体的类型作为元素变量的类型。

类型上限

Java中可以在通配符后面设置上限，用来限制通配符类型的范围。例如：

public static <E extends Number> void test(List<E> list){
    // 方法体
}

上面的代码中定义了一个方法test，该方法接受的List中元素的类型必须是Number及其子类。例如：

List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
test(intList); // 可以调用
List<String> strList = new ArrayList<String>();
test(strList); // 编译报错

上限的通配符语法为：<? extends 上限类型>，表示该通配符代表的类型为上限类型或其子类。

类型下限

Java中下限通配符语法为 <? super 下限类型>，其中，下限类型通常是当前类型的父类或自身。使用下限通配符可以向集合中添加元素。

public static void test(List<? super Integer> list, Integer a) {
    list.add(a);
}

上面的代码定义了一个方法test，该方法接受的List中元素的类型必须是Integer或其父类。例如：

List<Number> numberList = new ArrayList<>();
test(numberList, 10); // 可以添加元素

示例1：无界泛型

无界泛型指使用时不指定类型参数的泛型，如List、Map。当未指定类型参数时，泛型将与普通的Collection或Map没有任何区别。例如：

List list = new ArrayList();
list.add("字符串");
list.add(10);

由于未指定类型参数，因此可以添加任意类型的元素。

示例2：泛型方法

泛型方法指在调用方法时传递具体类型参数的方法。例如：

public static <T> List<T> getList(T t) {
    List<T> list = new ArrayList<>();
    list.add(t);
    return list;
}

getList是一个泛型方法，在调用时必须传递具体类型参数。例如：

List<String> stringList = getList("字符串A");
List<Integer> intList = getList(10);

总结

本文主要讲解了Java中的泛型机制。泛型可以在编译时期强制类型检查，提高代码的可读性和可维护性。泛型语法包括泛型类、泛型接口、泛型方法以及类型通配符等。同时，还介绍了类型上限、类型下限的使用方法。