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Java泛型简单理解

前言

在学习Java等OOP语言时，初学者往往会遇到一些语言独有的概念，例如泛型、集合和反射。其中，泛型可能会给大多数开发者带来最大程度的困扰。它复杂的语法规则、繁琐的类型参数以及抽象的定义概念，让很多人在学习和理解上遇到瓶颈。本文将从基础概念到实际应用，浅显地解析Java泛型的特性、用途和应用场景。

定义

泛型本质上是一种参数化类型设计。简单来说，它允许我们在类、接口或方法中定义一种可以灵活变化的数据类型。这种数据类型可以作为参数传递给其他函数或作为容器存储数据。例如，当定义一个泛型列表时，我们可以指定该列表能够存储的元素的类型，这样在运行时就不会出现类型不兼容的问题。

从另一个角度来看，泛型的本质是对类型进行参数化。使用泛型时，我们可以指定容器能够存放的数据类型，这种声明会在编译阶段进行严格检查，确保数据的类型一致性。

优点

难点解析

1. 书写代码的语法

最直观的泛型特性是代码的书写方式。传统的集合类，如HashMap、ArrayList，并不具备类型参数的支持，而泛型化的集合类则需要在使用时指定它们的类型参数。具体表现为在类名后面添加一对尖括号，里面填写我们希望容器存储的元素类型。

例如：

List
   
     list = new ArrayList
    
     ();
    
   

在这里，List和ArrayList都是通用的集合类，List

同理，对于双键映射，类型参数的书写方式类似：

Map
   
     map = new HashMap
    
     ();
    
   

如果不清楚具体的类型，可以通过引入通用类型参数T来实现如下的动态类型管理：

List
   
     tList = new ArrayList
    
     ();
    
   

另一种常见的写法是直接在代码中使用具体的类型名称：

List

这表明，类型参数可以同时指定容器的类型及其元素的类型，两者可以相同，也可以不同。

2. 作用

在实际的项目开发中，泛型带来的好处尤为明显。假设我们的系统设计中包含很多不同的数据结构，每个数据结构可能需要存储不同类型的数据，手动管理这些类型往往会导致混乱。而通过泛型，我们可以在设计阶段就对数据类型进行明确的指定，从而在程序运行前就实现对数据类型的严格控制。

例如，假设一个用户发送inatedata字段为String，但我们的业务逻辑期望处理Int类型的数据，传统的非泛型代码会导致运行时错误，而使用泛型的方案可以通过编译时的类型检查，确保程序的健壮性和稳定性。

具体来说，泛型的优势体现在以下几个方面：

• 减少Runtime异常：相比于传统的非泛型代码，泛型可以在编译阶段就发现类型不匹配的问题，从而避免在运行时引发ClassCastException等异常。
• 数据透明度提高：通过这种类型的明确指定，程序可以更直观地了解数据的类型属性。
• 代码的可重用性：同一个代码库可以支持多种不同的数据类型，从而提升代码的灵活性。

举例说明

1. 单一类型参数

以下是一个最基本的泛型使用示例：

public class SubString {    public static void main(String[] args) {        List
   
     list = new ArrayList
    
     ();        list.add("Mary");        list.add("Rose");        list.add("Jane");        list.add("Taylor");                // 遍历列表        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {            System.out.println(list.get(i));        }    }}
    
   

在这段代码中，List<String>指定了列表中存储的元素类型为String，而ArrayList<String>是其具体的实现类。在运行时，add方法也会进行严格的类型检查，确保程序不会出错。

2. 多参数类型

泛型的优势也在于它可以处理集合中的元素和键值对的映射关系：

public class SubString {    public static void main(String[] args) {        Map
   
     map = new HashMap
    
     ();        map.put("1", "Jack");        map.put("2", "Waston");        map.put("3", "Joe");        map.put("4", "Bob");                // 创建键集        Set
     
       keySet = map.keySet();        Iterator
      
        mapIterator = keySet.iterator();                while (mapIterator.hasNext()) {            System.out.println(mapIterator.next());        }                // 根据实际需求获取特定类型的值        for (int i = 1; i <= map.size(); i++) {            System.out.println(map.get(String.valueOf(i)));        }    }}
      
     
    
   

3. 泛型中的类使用

泛型不仅可以用于容器类，也可以用于任意的类设计。例如，下面的代码展示了如何使用User类作为泛型的参数：

public class SubString {    public static void main(String[] args) {        List
   
     userList = new ArrayList
    
     ();        userList.add(new User("张三"));        userList.add(new User("李四"));        userList.add(new User("王五"));                // 可以添加其他类型        List
     
       userList2 = new ArrayList<>();        userList2.add(new User("赵六"));                // 进行集合间的操作        List
      
       
        > listList = new ArrayList<>();        listList.add(userList);        listList.add(userList2);                // 遍历多层级的列表        for (int i = 0; i < listList.size(); i++) {            System.out.println("...");            System.out.println(listList.get(i));        }    }}class User {    private String name;        public User(String name) {        this.name = name;    }        @Override    public String toString() {        return "User: " + this.name;    }}
       
      
     
    
   

4. 未知类型参数的使用

有时候，编写泛型代码时，我们并不知道具体需要处理的类型。在这种情况下，通过引入通用类型参数，可以实现灵活的类型管理。例如：

public class SubString {    public static 
   
     void main(String[] args) {        List
    
      tList = new ArrayList
     
      ();        tList.add((T) "TMary");        tList.add((T) "TRose");        tList.add((T) "TJane");        tList.add((T) "TTaylor");                // 遍历列表        for (int i = 0; i < tList.size(); i++) {            System.out.println(tList.get(i));        }    }}
     
    
   

需要注意的是，在这种情况下，T必须和被添加到列表中的对象类型一致，否则程序会在编译时报错。