Java中的泛型类型参数详解

Java中的泛型机制为开发者提供了一种编写通用代码的强大工具，使得代码在编译时可以进行类型检查，从而减少运行时的错误。泛型类型参数可以帮助我们编写更加灵活和类型安全的代码。在Java的泛型类型参数中，我们经常会看到一些常见的符号，如?、T、K、V、E等。本文将详细解释这些符号的含义及其使用场景，并结合示例代码进行说明。

1. `?`（通配符）

1.1 定义位置

?是一种通配符类型参数，通常用于方法签名中作为类型参数的占位符。

1.2 使用场景

?主要用于限定集合的读取操作，例如读取列表元素，但是不能写入。它可以出现在方法参数或局部变量的声明中。

1.3 具体性

?是一个不确定的类型，表示“任意类型”。这意味着你可以将任何类型的对象放入这个引用中，但只能进行受限的操作，因为编译器无法知道确切的类型。

示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class WildcardExample {public static void printList(List<?> list) {for (Object obj : list) {System.out.println(obj);}}public static void main(String[] args) {List<String> stringList = new ArrayList<>();stringList.add("Apple");stringList.add("Banana");printList(stringList);}
}

在上面的示例中，printList方法接受一个通配符类型的列表，并可以打印列表中的元素。

2. `T`（类型）

2.1 定义位置

T（或其他字符）是在类或方法上声明的类型参数，它代表一个未知的具体类型。

2.2 使用场景

T通常用作类或接口中的类型参数，在整个类或接口的上下文中可以多次使用。例如，你可能有一个List类型的成员变量，并且有多个返回值为T的方法。

2.3 具体性

T可以指定为任何非基本类型，包括具体的类、接口或者其他的类型参数。当你需要在一个范围内操作同一种未知类型时，会使用到T。

示例：

public class Box<T> {private T t;public void set(T t) {this.t = t;}public T get() {return t;}public static void main(String[] args) {Box<Integer> integerBox = new Box<>();integerBox.set(10);System.out.println("Box contains: " + integerBox.get());}
}

在上面的示例中，Box类使用了类型参数T来定义一个泛型类，可以存储任意类型的数据，并且在main方法中实例化了一个Box<Integer>对象来存储整数。

3. `K` 和 `V`（键和值）

3.1 定义位置

K和V通常用在表示键值对的泛型类或接口中。

3.2 使用场景

K和V通常用于表示键值对中的键和值的类型。在Map接口中，K表示键的类型，V表示值的类型。

示例：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class KeyValueExample {public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> map = new HashMap<>();map.put("One", 1);map.put("Two", 2);System.out.println("Value for key 'One': " + map.get("One"));}
}

在上面的示例中，使用了Map接口来存储键值对，其中K表示键的类型为String，V表示值的类型为Integer。

4. `E`（元素）

4.1 定义位置

E通常用来表示集合中的元素类型。

4.2 使用场景

E通常用于表示集合中的元素类型。在List接口中，E表示列表中元素的类型。

示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ElementExample {public static void main(String[] args) {List<String> stringList = new ArrayList<>();stringList.add("Hello");stringList.add("World");System.out.println("Element at index 0: " + stringList.get(0));}
}

在上面的示例中，创建了一个List<String>类型的列表，并向其中添加了两个字符串元素。然后通过get方法获取索引为0的元素。

5. 示例总结

为了更好地理解这些类型参数的用法，下面是一个综合示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;public class GenericExample {// 使用Tpublic static class Box<T> {private T t;public void set(T t) {this.t = t;}public T get() {return t;}}// 使用K和Vpublic static class Dictionary<K, V> {private Map<K, V> map = new HashMap<>();public void add(K key, V value) {map.put(key, value);}public V get(K key) {return map.get(key);}}// 使用Epublic static class CustomList<E> {private List<E> list = new ArrayList<>();public void add(E element) {list.add(element);}public E get(int index) {return list.get(index);}}// 使用通配符public static void printList(List<?> list) {for (Object obj : list) {System.out.println(obj);}}public static void main(String[] args) {// 使用BoxBox<Integer> integerBox = new Box<>();integerBox.set(10);System.out.println("Box contains: " + integerBox.get());// 使用DictionaryDictionary<String, Integer> dictionary = new Dictionary<>();dictionary.add("One", 1);dictionary.add("Two", 2);System.out.println("Dictionary key 'One': " + dictionary.get("One"));// 使用CustomListCustomList<String> customList = new CustomList<>();customList.add("Hello");customList.add("World");System.out.println("CustomList element at index 0: " + customList.get(0));// 使用通配符List<String> stringList = new ArrayList<>();stringList.add("Apple");stringList.add("Banana");printList(stringList);}
}