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JAVA的泛型

news 来源：原创 2025/8/13 16:34:47

为什么引入泛型

有两个作用：

适用于多种数据类型执行相同的代码（代码复用）
泛型中的类型在使用时指定，不需要强制类型转换（类型安全，编译器会检查类型）
消除强制类型转换
兼容性与类型擦除
更灵活的类型关系控制

代码复用

如果没有泛型，要实现不同类型的加法，每种类型都需要重载一个add方法，如下：

private int add(int a, int b) {System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a + b));return a + b;
}private float add(float a, float b) {System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a + b));return a + b;
}private double add(double a, double b) {System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a + b));return a + b;
}

通过泛型，我们可以复用为一个方法，如下：

private <T extends Number> double add(T a, T b) {System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a.doubleValue() + b.doubleValue()));return a.doubleValue() + b.doubleValue();
}

类型安全

泛型中的类型在使用时指定，不需要强制类型转换（类型安全，编译器会检查类型）

在泛型出现之前，Java 集合类（如 List、Map）默认使用 Object 类型存储元素，开发者需要手动强制类型转换，这可能导致运行时错误（如 ClassCastException）

通过泛型，编译器能检测类型错误，确保集合中元素的类型一致

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add(100); // 编译报错！直接阻止非法类型

消除强制类型转换

// 无泛型
List list = new ArrayList();
list.add("Java");
String str = (String) list.get(0); // 需要强制转换// 有泛型
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
String str = list.get(0); // 自动推断类型

兼容性与类型擦除

Java 泛型通过**类型擦除（Type Erasure）**实现，编译后泛型信息会被擦除，替换为原始类型（如 Object）或边界类型。

优点：

保持向后兼容性：旧版本 JVM 能运行泛型代码（编译后的字节码与非泛型代码兼容）。
避免性能损失：无需为泛型生成额外运行时类型信息。

类型擦除的副作用：

无法直接获取泛型的运行时类型（如 T.class）。
泛型类型不能是基本数据类型（需使用包装类，如 List）

更灵活的类型关系控制

泛型支持更灵活的类型关系控制：

<? extends T>（上界通配符）：接受 T 或其子类。
<? super T>（下界通配符）：接受 T 或其父类。

// 生产者使用 extends（Producer-Extends）
public void processList(List<? extends Number> list) {for (Number num : list) { ... }
}// 消费者使用 super（Consumer-Super）
public void addNumbers(List<? super Integer> list) {list.add(100);
}

泛型用法

泛型类

有两种常见用法：

类中只有一个泛型属性
类中有多个泛型属性

类中只有一个泛型属性

class Point<T>{         // 此处可以随便写标识符号，T是type的简称  private T var ;     // var的类型由T指定，即：由外部指定  public T getVar(){  // 返回值的类型由外部决定  return var ;  }  public void setVar(T var){  // 设置的类型也由外部决定  this.var = var ;  }  
}  
public class GenericsDemo06{  public static void main(String args[]){  Point<String> p = new Point<String>() ;     // 里面的var类型为String类型  p.setVar("it") ;                            // 设置字符串  System.out.println(p.getVar().length()) ;   // 取得字符串的长度  }  
}

类中有多个泛型属性

class Notepad<K,V>{       // 此处指定了两个泛型类型  private K key ;     // 此变量的类型由外部决定  private V value ;   // 此变量的类型由外部决定  public K getKey(){  return this.key ;  }  public V getValue(){  return this.value ;  }  public void setKey(K key){  this.key = key ;  }  public void setValue(V value){  this.value = value ;  }  
} 
public class GenericsDemo09{  public static void main(String args[]){  Notepad<String,Integer> t = null ;        // 定义两个泛型类型的对象  t = new Notepad<String,Integer>() ;       // 里面的key为String，value为Integer  t.setKey("abc") ;        // 设置第一个内容  t.setValue(20) ;            // 设置第二个内容  System.out.print("姓名；" + t.getKey()) ;      // 取得信息  System.out.print("，年龄；" + t.getValue()) ;       // 取得信息  }  
}

泛型接口

// 定义一个泛型接口：数据处理接口
public interface DataProcessor<T> {void process(T data);T getResult();
}

示例如下：
通用数据存储接口：定义一个泛型接口用于存储和检索不同类型的数据。

// 泛型存储接口
public interface Storage<T> {void save(T item);T retrieve(String id);
}// 实现类：文件存储
public class FileStorage<T> implements Storage<T> {@Overridepublic void save(T item) {// 将对象序列化到文件}@Overridepublic T retrieve(String id) {// 从文件反序列化对象return null;}
}// 使用示例
Storage<String> stringStorage = new FileStorage<>();
stringStorage.save("Hello World");Storage<User> userStorage = new FileStorage<>();
userStorage.save(new User("Alice"));

泛型接口的边界控制：通过 extends 或 super 约束泛型类型，增强安全性。
示例：限定类型范围

// 限制泛型类型必须是 Number 的子类
public interface Calculator<T extends Number> {T add(T a, T b);
}// 实现类
public class IntegerCalculator implements Calculator<Integer> {@Overridepublic Integer add(Integer a, Integer b) {return a + b;}
}

泛型方法

泛型方法，是在调用方法的时候指明泛型的具体类型

public <T> T getObject(Class<T> class)

示例：限制类型为数值类型

public <T extends Number> double sum(T a, T b) {return a.doubleValue() + b.doubleValue();
}// 使用
double result1 = sum(10, 20); // 30.0
double result2 = sum(3.14, 2.718); // 5.858

其他

获取Java集合中泛型的Class对象

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