Java泛型

Java泛型（Generics）是Java 5引入的一项重要特性，它允许在定义类、接口或方法时使用类型参数（Type Parameters），从而提高代码的类型安全性和重用性。

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1. 泛型的基本概念

• 目的：提供编译时类型检查，避免运行时类型转换错误（如ClassCastException）。
• 核心思想：参数化类型，即在使用时才指定具体的类型。

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2. 泛型类

• 在类名后使用<T>定义类型参数，T可以是任意标识符（如E、K、V等）。
• 示例：

  public class Box<T> {
      private T content;
      public void setContent(T content) { this.content = content; }
      public T getContent() { return content; }
  }
  

• 使用：

  Box<String> stringBox = new Box<>();
  stringBox.setContent("Hello");
  

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3. 泛型方法

• 在方法返回类型前定义类型参数，可以独立于类的泛型参数。
• 示例：

  public <T> void printArray(T[] array) {
      for (T item : array) {
          System.out.println(item);
      }
  }
  

• 使用：

  Integer[] intArray = {1, 2, 3};
  printArray(intArray);
  

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4. 泛型接口

• 类似于泛型类，接口也可以定义类型参数。
• 示例：

  public interface List<T> {
      void add(T item);
      T get(int index);
  }
  

• 实现：

  public class ArrayList<T> implements List<T> {
      // 实现方法
  }
  

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5. 类型通配符（Wildcards）

• 用于处理未知类型的情况，使用?表示。
• 上界通配符（<? extends T>）：表示类型是T或其子类。

  public void process(List<? extends Number> list) { ... }
  

• 下界通配符（<? super T>）：表示类型是T或其父类。

  public void addNumbers(List<? super Integer> list) { ... }
  

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6. 泛型的限制

• 类型擦除：泛型信息在编译后会被擦除，运行时无法获取泛型的具体类型。
• 不能实例化泛型类型：如new T()是非法的。
• 不能使用基本类型：如List<int>是非法的，必须使用包装类List<Integer>。
• 不能创建泛型数组：如new T[10]是非法的。

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7. 泛型与继承

• 泛型类或接口的子类可以指定具体类型或保留泛型参数。
• 示例：

  public class StringBox extends Box<String> { ... }
  

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8. 泛型的实际应用

• 集合框架：如List<T>、Map<K, V>等。
• 工具类：如Collections中的泛型方法。
• 自定义数据结构：如链表、栈、队列等。

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9. 泛型的最佳实践

• 命名规范：使用有意义的类型参数名（如T表示类型，E表示元素，K表示键，V表示值）。
• 避免原生类型：如List应改为List<T>。
• 优先使用泛型方法：减少代码重复。

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10. 泛型的扩展

• Java 10+的局部变量类型推断：可以使用var简化泛型声明。

  var list = new ArrayList<String>();
  

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