JavaSE核心知识点02面向对象编程02-06（泛型）
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文章目录
- JavaSE核心知识点02面向对象编程02-06（泛型）
- **一、为什么需要泛型？**
- **二、泛型的基本语法**
- **1. 定义泛型类/接口**
- **2. 使用泛型类**
- **三、泛型方法**
- **四、泛型通配符 `?`**
- **1. 无界通配符 `<?>`**
- **2. 上界通配符 `<? extends T>`**
- **3. 下界通配符 `<? super T>`**
- **PECS 原则**（Producer Extends, Consumer Super）
- **五、类型擦除（Type Erasure）**
- **六、泛型的限制与注意事项**
- **七、典型应用场景**
- **八、代码示例：自定义泛型栈**
- **九、总结**
📃文章前言
- 🔷文章均为学习工作中整理的笔记。
- 🔶如有错误请指正，共同学习进步。
JavaSE核心知识点02面向对象编程02-06（泛型）
泛型（Generics）是 Java 中非常重要的特性，它让代码更安全、更灵活。下面用通俗易懂的方式为你讲解，包含代码示例和核心概念。
一、为什么需要泛型？
问题：假设你要写一个可以存放任何类型数据的容器（比如一个盒子）。没有泛型时，代码可能这样写：
class Box {private Object data; // 用 Object 存储任意类型public void setData(Object data) {this.data = data;}public Object getData() {return data;}
}
缺陷：
- 取出数据时需要强制类型转换，容易出错。
- 无法限制放入的类型，可能混入不同类型的数据。
泛型的解决方案：让容器在定义时声明它能存储的数据类型。
Box<String> box = new Box<>(); // 只能存 String
box.setData("Hello"); // 正确
// box.setData(123); // 编译报错！
String data = box.getData(); // 无需强制转换
二、泛型的基本语法
1. 定义泛型类/接口
在类名后加<T>，T是类型参数（可以是任意标识符，如E, K, V等）。
class Box<T> { // T 表示“某种类型”private T data;public void setData(T data) {this.data = data;}public T getData() {return data;}
}
2. 使用泛型类
创建对象时指定具体类型：
Box<String> stringBox = new Box<>(); // 存储 String
Box<Integer> intBox = new Box<>(); // 存储 Integer
三、泛型方法
即使类不是泛型，方法也可以独立声明泛型：
public class Utils {// 泛型方法：在返回类型前加 <T>public static <T> void printArray(T[] array) {for (T element : array) {System.out.println(element);}}
}// 使用
Integer[] intArray = {1, 2, 3};
Utils.printArray(intArray); // 自动推断类型为 Integer
四、泛型通配符 ?
用于处理未知类型，常见于方法参数或集合操作。
1. 无界通配符 <?>
表示接受任何类型：
public static void printList(List<?> list) {for (Object elem : list) {System.out.println(elem);}
}
2. 上界通配符 <? extends T>
表示类型是T或其子类：
// 只能读取元素（因为元素是 Animal 或其子类）
public static void processAnimals(List<? extends Animal> animals) {for (Animal animal : animals) {animal.eat();}
}
3. 下界通配符 <? super T>
表示类型是T或其父类：
// 可以写入元素（因为容器是 T 的父类）
public static void addNumbers(List<? super Integer> list) {list.add(123); // 允许添加 Integer
}
PECS 原则（Producer Extends, Consumer Super）
- 生产者（Producer）：使用
<? extends T>，只能读取。 - 消费者（Consumer）：使用
<? super T>，只能写入。
五、类型擦除（Type Erasure）
Java 泛型在编译后会被擦除为原始类型（如Object），这是为了兼容旧版本 Java。例如：
List<String> list = new ArrayList<>();
// 编译后实际是：List list = new ArrayList();
影响：
- 运行时无法获取泛型的具体类型（如
T的实际类型）。 - 不能创建泛型数组（如
new T[]）。 - 泛型类型不能是基本类型（如
List<int>错误，要用List<Integer>）。
六、泛型的限制与注意事项
-
不能实例化类型参数：
// 错误！new T() 是非法的 T data = new T(); -
静态成员不能使用泛型类型：
class Box<T> {// 错误！静态变量不能是泛型private static T staticData; } -
泛型与继承的关系：
List<String>不是List<Object>的子类。- 但
ArrayList<String>是List<String>的子类。
七、典型应用场景
- 集合框架（如
ArrayList<E>、HashMap<K,V>）。 - 工具类（如
Collections中的泛型方法）。 - 自定义通用数据结构（如栈、队列、链表）。
八、代码示例：自定义泛型栈
class Stack<T> {private List<T> elements = new ArrayList<>();public void push(T element) {elements.add(element);}public T pop() {if (elements.isEmpty()) {throw new EmptyStackException();}return elements.remove(elements.size() - 1);}
}// 使用
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
stack.push(1);
int num = stack.pop(); // 无需强制转换
九、总结
- 核心目的：提高代码的类型安全性和复用性。
- 关键语法：
<T>定义泛型，?处理未知类型。 - 注意事项：类型擦除、通配符的使用场景、PECS原则。
掌握泛型后，你将能写出更健壮、更灵活的 Java 代码！
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