详解Java常用工具类—泛型

1.泛型概述

泛型（Generics）是JDK1.5版本引入的一个新特性，主要目的是解决Java集合中的类型安全问题。

泛型的核心思想是参数化类型，即将类型作为参数传递。使用泛型可以定义类、接口和方法，让它们可以接收任意类型的对象。

1.1 泛型类

在定义一个泛型类的时候，需要在类名后面加上尖括号，尖括号中的内容表示类型参数。例如：

public class MyList<T> {
    private T[] elements;
    public void add(T element) { ... }
    public T get(int index) { ... }
}

在这个例子中，泛型类MyList使用类型参数<T>。在这个类中，我们可以使用类型参数作为方法的参数类型和返回值类型，也可以使用类型参数定义成员变量。

1.2 泛型方法

在定义一个泛型方法的时候，需要在方法名前面加上尖括号，尖括号中的内容表示类型参数。例如：

public <T> T getValue(T[] array, int index) {
    return array[index];
}

在这个例子中，泛型方法getValue使用类型参数<T>。在这个方法中，我们可以使用类型参数作为方法的参数类型和返回值类型，也可以使用类型参数定义局部变量。

1.3 泛型通配符

在使用泛型时，有时我们不需要关心类型参数的具体类型，只需要知道它是一个特定类的子类或实现了特定接口。

这时就可以使用泛型通配符?，例如：

public static void printList(List<?> list) {
    for (Object elem : list) {
        System.out.print(elem + " ");
    }
    System.out.println();
}

这个方法接收一个List类型的参数，其中参数使用了?通配符。这样我们就可以在方法中使用Object类型来表示列表中的元素类型。

2.泛型应用

泛型的应用非常广泛，主要用于集合类和算法实现中。下面我们用两个示例来说明泛型的应用。

2.1 泛型集合类型

Java集合类中的大部分类都使用了泛型，例如List、Set、Map等。这些泛型集合类的定义使用了类型参数来表示集合中元素的类型。

下面是一个使用泛型集合类List的例子：

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

在这个例子中，我们定义了一个List对象，其中元素的类型是String。然后我们向List中添加了两个字符串，最后使用了foreach语句来遍历这个List对象。

2.2 泛型算法实现

泛型算法指的是使用泛型来实现的算法，其输入和输出可以是任意类型的数据。在Java中，我们可以使用泛型来实现很多算法，例如排序算法、查找算法、数据结构等。

下面是一个使用泛型算法实现的排序算法示例：

public static <T extends Comparable<T>> void sort(T[] array) {
    for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
        for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
            if (array[i].compareTo(array[j]) > 0) {
                T temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }
    }
}

在这个例子中，我们实现了一个泛型排序算法sort，该算法接收一个泛型数组作为参数，并对其进行排序。其中输入的元素类型必须是实现了Comparable接口的类。在排序算法实现过程中，我们使用了compareTo方法来比较元素的大小，temp变量用来存储交换元素时的临时变量。

3.总结

泛型作为Java中的一个重要特性，可以大大提高代码的可读性和类型安全性。在日常开发中，我们可以使用泛型来定义类、接口和方法，也可以使用泛型集合类和泛型算法来简化代码实现。