JAVA基础 - 泛型

[一. 简介](#一. 简介)

[二. 集合泛型](#二. 集合泛型)

[三. 自定义泛型](#三. 自定义泛型)

[四. 自定义泛型类和普通类的区别](#四. 自定义泛型类和普通类的区别)

一. 简介

泛型是 Java 语言中一种强大的特性，它允许在定义类、接口和方法时使用类型参数，从而增加了代码的类型安全性和复用性。

类型安全性 ：

使用泛型可以避免在运行时出现类型转换错误。例如，如果一个集合被声明为只能存储特定类型的元素，那么在编译阶段就可以检测到试图添加错误类型元素的操作，而不是在运行时才抛出异常。

提高代码复用性 ：

通过泛型，可以编写通用的类和方法，适用于多种不同的数据类型，而无需为每种类型都单独编写重复的代码。

二. 集合泛型

在 Java 的集合框架中，泛型的使用具有重要意义。

集合是用于存储和操作一组对象的数据结构。而泛型使得集合在存储元素时能够明确指定元素的类型，增强了类型安全性和代码的可读性。

例如，ArrayList 集合：

java 复制代码

ArrayList<String> names = new ArrayList<>();

这里指定了 names 集合只能存储 String 类型的元素。如果尝试添加其他类型的元素，在编译时就会报错。

对于 HashMap ：

java 复制代码

HashMap<String, Integer> studentScores = new HashMap<>();

它明确了键是 String 类型，值是 Integer 类型。

泛型在集合中的优势包括：

类型检查 ：在编译阶段就确保了添加到集合中的元素类型是正确的，避免了运行时的类型转换错误。

例如，如果试图将一个 Integer 添加到上述的 names 集合中，编译器会给出错误提示。

代码可读性：使代码更清晰，让其他开发者一眼就能明白集合中存储的元素类型。

再比如 HashSet ：

java 复制代码

HashSet<Double> prices = new HashSet<>();

通过使用泛型，集合的使用更加准确和安全，减少了潜在的错误，提高了程序的稳定性和可维护性。

三. 自定义泛型

在 Java 中，我们可以自定义泛型类、泛型接口和泛型方法，以满足特定的编程需求。

自定义泛型类：

java 复制代码

class CustomGenericClass<T> {
    private T data;

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

    public T getData() {
        return data;
    }

    public void setData(T data) {
        this.data = data;
    }
}

在上述示例中，CustomGenericClass 是一个自定义的泛型类，使用 T 作为类型参数。

自定义泛型接口：

java 复制代码

interface CustomGenericInterface<T> {
    void performOperation(T element);
}

class CustomGenericInterfaceImpl<T> implements CustomGenericInterface<T> {
    @Override
    public void performOperation(T element) {
        // 具体的操作实现
    }
}

这里定义了一个泛型接口 CustomGenericInterface ，并通过 CustomGenericInterfaceImpl 类来实现它。

自定义泛型方法：

java 复制代码

class CustomGenericClassWithMethod {
    public <T> void printElement(T element) {
        System.out.println(element);
    }
}

在这个示例中，printElement 方法是一个自定义的泛型方法，它可以接受任意类型的参数。

使用自定义泛型可以使代码更加灵活和通用。例如，在一个处理不同数据类型的场景中，如果没有泛型，可能需要为每种数据类型编写单独的类或方法。而通过自定义泛型，只需要编写一个通用的类、接口或方法，然后在使用时指定具体的类型即可。

假设我们有一个应用，需要对不同类型的对象进行某种处理，比如打印其信息。如果没有自定义泛型，可能需要这样写：

java 复制代码

class IntPrinter {
    public void print(int num) {
        System.out.println(num);
    }
}

class StringPrinter {
    public void print(String str) {
        System.out.println(str);
    }
}

但使用自定义泛型，就可以写成：

java 复制代码

class GenericPrinter {
    public <T> void print(T element) {
        System.out.println(element);
    }
}

这样大大减少了代码的重复，提高了代码的可维护性和可读性。

四. 自定义泛型类和普通类的区别

自定义泛型类和普通类主要有以下几个方面的区别：

类型灵活性：

自定义泛型类可以在实例化时指定具体的类型，从而适应不同的数据类型需求。例如，MyGenericClass<String> 和 MyGenericClass<Integer> 可以根据实际需求灵活地处理不同类型的数据。

普通类则在定义时就确定了所操作的数据类型，缺乏这种灵活性。

类型安全性：

泛型类在编译时进行类型检查，能够避免类型转换错误。如果尝试将不匹配的类型放入泛型类中，编译器会报错。

普通类在运行时可能会出现类型转换异常，因为其类型的检查不够严格。

代码复用性：

自定义泛型类可以编写一次，然后用于多种不同的数据类型，减少了代码重复。

普通类如果要处理不同类型的数据，可能需要编写多个类似但类型不同的版本。

例如，假设有一个自定义泛型类 Box<T> 用于存储一个元素：

java 复制代码

class Box<T> {
    private T item;

    public void setItem(T item) {
        this.item = item;
    }

    public T getItem() {
        return item;
    }
}

我们可以创建 Box<String> 来存储字符串，Box<Integer> 来存储整数。

而如果是普通类，比如 StringBox 专门存储字符串，IntegerBox 专门存储整数，就需要分别为每种类型编写不同的类。