Java 泛型详解与范例

什么是Java泛型

泛型（Generics）是Java SE 1.5中引入的一种新特性，主要用来解决类型安全和类型转换的问题。泛型在编译时进行类型检查，提高了程序的健壮性和可读性，并且减少了代码的重复。

泛型的定义

泛型定义形式为<T>，其中T为类型参数。通过T来表示任意一种类型，所以可以使用T来代替具体的类型。在Java中，我们经常使用<E>表示集合元素的类型，使用<K>和<V>分别表示Map中的键和值类型。

泛型的作用

Java泛型的主要作用是提高程序的健壮性和可读性，防止在编译期间出现类型转换异常。比如我们在使用集合时，如果没有使用泛型，就必须手动将集合中的元素进行类型转换，这样容易出现类型转换异常。使用泛型可以避免这种问题。

泛型的使用

泛型类

泛型类就是定义了一个带有类型参数的类。在类中使用泛型类型时，需要在类名后面添加类型参数，例如：public class MyClass<T> { }。T是类型参数，可以在类内部使用。

public class MyList<T> {
    private List<T> list = new ArrayList<T>();

    public void add(T t) {
        list.add(t);
    }

    public T get(int index) {
        return list.get(index);
    } 
}

泛型方法

泛型方法是在方法中定义了一个或多个类型参数的方法。这些类型参数与类的类型参数没有关系，可以定义和使用自己的类型形参，例如：public <T> void myMethod(T t) { }。

public class MyList {
    private List list = new ArrayList();

    public void add(Object obj) {
        list.add(obj);
    }

    public <T> T get(int index) {
        return (T) list.get(index);
    }
}

泛型通配符

有时候我们不确定使用的泛型类型的具体类别，此时可以使用泛型通配符。泛型通配符的符号为：?，例如：List<?> list = new ArrayList<String>()。这样，我们就可以将不同类型的集合赋值给list变量。

public void processList(List<?> list) {
    for (Object obj : list) {
        System.out.println(obj);
    }
}

示例说明

示例一：泛型类的实现

public class MyList<T> {
    private List<T> list = new ArrayList<T>();

    public void add(T t) {
        list.add(t);
    }

    public T get(int index) {
        return list.get(index);
    } 
}

public static void main(String[] args) {
    MyList<String> list = new MyList<String>();
    list.add("a");
    list.add("b");
    list.add("c");
    System.out.println(list.get(0));
}

以上示例代码实现了一个泛型类MyList，可以添加任意类型的元素，同时可以获取指定索引位置的元素。可以看到，在创建实例对象时，需要指定类型参数，这里的类型参数是String。

示例二：泛型方法的使用

public class MyList {
    private List list = new ArrayList();

    public void add(Object obj) {
        list.add(obj);
    }

    public <T> T get(int index) {
        return (T) list.get(index);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    MyList list = new MyList();
    list.add(1);
    list.add("a");

    int a = list.get(0); // 此处会报错
    String b = list.get(1);
}

以上示例代码实现了一个泛型方法get，可以获取指定索引位置的元素，返回值类型是Object类型，但是在方法名前面添加了类型参数T。在调用这个方法时，我们可以将返回值进行类型转换。