13、Java 基础硬核复习:泛型(类型安全)的核心逻辑与面试考点

13、Java 基础硬核复习:泛型(类型安全)的核心逻辑与面试考点

一、核心知识体系:泛型的"三大维度"与"四大专题"

本章的知识围绕"泛型基础、泛型应用、泛型高级特性"展开,可归纳为三大维度 (基础概念、应用场景、高级特性)和四大专题(泛型理解、集合/比较器中的泛型、自定义泛型、通配符)。

1. 泛型的基本概念:类型参数化

泛型是Java 5引入的特性,核心是类型参数化 ,用于在编译时检查类型安全,避免运行时的ClassCastException

  • 作用 :让集合、类、方法可以处理多种类型,同时保持类型安全(如List<String>只能存储String,编译时检查,运行时无需强制转换)。
  • 语法 :使用<>定义类型参数,如List<T>class Box<T>

2. 泛型在集合与比较器中的应用

泛型在集合框架和比较器中广泛应用,是泛型的核心使用场景:

  • 集合中的泛型List<String>Map<String, Integer>等,限制容器只能存特定类型(如List.add(123)会编译报错)。
  • 比较器中的泛型Comparable<T>(自然排序)和Comparator<T>(定制排序),如class Student implements Comparable<Student>,或Comparator<Student>,确保比较的类型一致(避免compareTo方法中类型判断)。

3. 自定义泛型类与泛型方法

自定义泛型可以提升代码复用性,需掌握其语法和规则:

  • 泛型类class Order<T> { private T item; public void set(T item) { this.item = item; } }Order<String>只能存储String
  • 泛型方法public <E> E get(E e)(方法独立于类,可处理任意类型),注意:泛型方法必须声明<E>,而使用类泛型参数的方法(如public T get())是普通方法。
  • 案例DAO<T>(数据访问对象),定义泛型接口实现通用CRUD,如UserDAO继承DAO<User>,减少重复代码。

4. 泛型的高级特性:通配符与继承

泛型的高级特性包括通配符和继承规则,是面试的重点:

  • 通配符(?)
    • ? extends T(上界通配符):只读(生产者),如List<? extends Number>可存储Integer/Double,但不能添加元素(未知具体子类)。
    • ? super T(下界通配符):只写(消费者),如List<? super Integer>可添加Integer及其子类,但不能获取具体类型。
    • ?(无界通配符):List<?>是所有List的公共父类,只能读取Object,不能添加元素。
  • 泛型继承规则List<String>不是List<Object>的子类(类型安全限制,避免破坏类型检查)。

二、高频面试考点:必考"死穴",掌握这些=掌握泛型核心

本章的面试题主要考察对**"类型擦除" "通配符"的理解,以下是必考考点**:

1. Java 泛型的原理:类型擦除(Type Erasure)(必考 Top1)

  • 考点List<String>List<Integer>在运行时是同一个类吗?
  • 答案
  • 原理 :Java的泛型是伪泛型 ,编译后泛型信息被擦除(如List<String>List<Integer>都变成List),仅编译时做类型检查,运行时无泛型信息(无法通过instanceof判断泛型类型)。

2. List<String>能赋值给List<Object>吗?

  • 考点:泛型的继承性。
  • 答案不能
  • 原因 :若允许赋值,通过List<Object>引用可存Integer,但实际对象是List<String>,取数据时会报ClassCastException,破坏类型安全。

3. 泛型方法 vs 泛型类中的方法

  • 考点:怎么区分泛型方法?
  • 答案只有方法返回值前声明<T>的才是泛型方法 (如public <T> T func(T t)),而使用类泛型参数的方法(如public T get())是普通方法。

4. <? extends T><? super T>的区别(PECS原则)

  • 考点:什么时候用extends,什么时候用super?
  • 口诀PECS(Producer Extends, Consumer Super)
    • 生产者(读取数据):用extends(如List<? extends Number>获取Number或子类)。
    • 消费者(写入数据):用super(如List<? super Integer>添加Integer或子类)。

5. 泛型类中可以定义静态泛型方法吗?

  • 答案可以 ,但静态泛型方法必须自己声明泛型参数 (如static <E> void test(E e)),不能使用类的泛型参数(静态方法早于对象存在,类泛型在创建对象时确定)。

三、学习建议:从"理论"到"实践"的跃迁

  1. 实战练习 :亲手写BaseDAO<T>(泛型DAO),实现通用增删改查,理解泛型复用性。
  2. 看源码 :阅读java.util.Collections.copy源码,学习<? super T><? extends T>的应用(PECS原则的最佳案例)。
  3. 理解类型擦除 :通过反编译.class文件(如javap -v List.class),观察泛型信息被擦除后的字节码,加深对原理的理解。

四、总结:泛型是"Java类型安全"的核心

第13章是"泛型"的硬核复习,它将你从"掌握集合"带入"类型安全与代码复用"的层面。掌握这些知识,你就能写出更安全、更高效的代码,也能在面试中轻松应对"Java基础"的"进阶考点"。

记住,泛型是Java开发的"类型安全工具"------熟练使用泛型,是成为优秀Java开发者的"进阶技能"。

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