JAVA基础 - 泛型

目录

一. 简介

二. 集合泛型

三. 自定义泛型

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:

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 :

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:

  1. 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。
  2. 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 :

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

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

interface CustomGenericInterface<T> {void performOperation(T element);
}class CustomGenericInterfaceImpl<T> implements CustomGenericInterface<T> {@Overridepublic 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

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:

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:

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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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:

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。

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