Java 泛型 Generic机制实例详解

什么是Java泛型

Java泛型是指在实例化的时候，根据指定的类型参数来定义一种通用的数据类型，这样一来，在编码阶段就可以确定类型，并且能够在编译阶段对不合法类型的代码进行检查，保证程序的类型安全性。

泛型类

public class Box<T> {
    private T data;

    public Box(T data) {
        this.data = data;    
    }

    public T getData() {
        return this.data;
    }
}

上面这个例子就定义了一个泛型类Box，使用T来表示一个占位符，实际运行时可以指定T的类型。

当我们使用泛型类时，可以通过以下方式指定泛型的类型：

Box<String> box = new Box<>("hello world");
String str = box.getData();

上述代码中，我们指定了泛型类Box的类型为String类型，并实例化了一个Box对象，实际上Box实例化成了Box对象，Box类中的T类型就变成了String类型。

泛型方法

在Java中，当只需要在某个方法中使用泛型时，可以使用泛型方法。定义泛型方法的方式为，在方法的返回类型前面加上尖括号，指定泛型占位符。例如下面这个例子:

public class GenericMethodDemo {
    public static <T> void printArray(T[] array) {
        for (T element : array) {
            System.out.print(element + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer[] array1 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Double[] array2 = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5 };
        Character[] array3 = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };

        printArray(array1);
        printArray(array2);
        printArray(array3);
    }
}

上述代码中，我们定义了一个名为printArray的泛型方法，该方法接收一个数组参数并打印该数组中的所有元素，并且可以处理不同类型的数组。

泛型实例

下面再来看一个示例。假设我们需要定义一个Map工具类，将一些key-value对存储在一个map中，使用泛型可以让这个工具类支持不同类型的key和value。下面是该工具类的示例代码：

public class MapUtils<K, V> {
    private Map<K, V> map;

    public MapUtils() {
        map = new HashMap<>();
    }

    public void put(K key, V value) {
        map.put(key, value);
    }

    public V get(K key) {
        return map.get(key);
    }

    public static void main(String[] args) {
        MapUtils<String, Integer> mapUtils = new MapUtils<>();
        mapUtils.put("one", 1);
        mapUtils.put("two", 2);
        System.out.println(mapUtils.get("one"));
        System.out.println(mapUtils.get("two"));

        MapUtils<Integer, String> mapUtils1 = new MapUtils<>();
        mapUtils1.put(1, "one");
        mapUtils1.put(2, "two");
        System.out.println(mapUtils1.get(1));
        System.out.println(mapUtils1.get(2));
    }
}

上述代码中，我们使用泛型类MapUtils来实现一个Map工具类，使用K和V表示key和value类型，可以通过put和get方法来操作Map中的key-value对，并且可以支持不同类型的key和value。

总结

Java泛型机制是提高Java类型安全的一种方法。通过使用泛型，我们可以在编码阶段确定数据的类型，并且能够在编译阶段对不合法类型的代码进行检查。本文主要介绍了Java泛型的基本原理，以及如何在Java程序中使用泛型类、泛型方法、泛型实例等。