Java 泛型

Java 泛型是一种强大的特性，它允许程序员在定义类、接口和方法时使用类型参数。通过使用泛型，我们可以在编写代码时增加类型的安全性，同时减少代码重复，提高可读性和可维护性。

1. 泛型的基本概念

泛型的基本思想是通过参数化类型来使得类、接口和方法在使用时可以指定具体类型。例如，我们可以定义一个通用的数据结构，如列表、集合等，而不需要在每次使用时都确定具体的数据类型。

以下是一个简单的泛型类的示例：

// 定义一个泛型类 Box
public class Box<T> {
    private T content;

    public void setContent(T content) {
        this.content = content;
    }

    public T getContent() {
        return content;
    }
}

在这个例子中，Box类使用了一个类型参数T，这意味着可以使用任何对象类型来实例化Box。例如：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Box<String> stringBox = new Box<>();
        stringBox.setContent("Hello, World!");
        System.out.println(stringBox.getContent());

        Box<Integer> integerBox = new Box<>();
        integerBox.setContent(123);
        System.out.println(integerBox.getContent());
    }
}

在上面的代码中，我们创建了两个不同类型的Box实例：一个是String类型的，另一个是Integer类型的。这就是泛型的灵活性所在。

2. 泛型方法

除了泛型类，Java 还支持泛型方法。泛型方法可以是某个类或接口的成员方法，也可以是独立的静态方法。语法上，泛型方法定义在返回类型之前，使用尖括号指定类型参数。例如：

public class GenericMethod {
    // 定义一个泛型方法
    public static <T> void printArray(T[] array) {
        for (T element : array) {
            System.out.println(element);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer[] intArray = {1, 2, 3, 4, 5};
        String[] strArray = {"Hello", "World"};

        printArray(intArray);
        printArray(strArray);
    }
}

在这个例子中，printArray方法是一个泛型方法，它接受一个数组作为参数，并打印数组中的每个元素。由于使用了泛型，我们可以传入任何类型的数组，而不需要为每种类型编写新的方法。

3. 限定类型参数

有时，我们希望限制泛型的类型，确保其是某个特定类的子类或者实现了某个接口。这可以通过使用extends关键字来实现。例如，假设我们希望创建一个只接受Number类及其子类的泛型类：

public class NumericBox<T extends Number> {
    private T number;

    public void setNumber(T number) {
        this.number = number;
    }

    public double getDoubleValue() {
        return number.doubleValue();
    }
}

// 使用NumericBox
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        NumericBox<Integer> intBox = new NumericBox<>();
        intBox.setNumber(10);
        System.out.println(intBox.getDoubleValue());

        NumericBox<Double> doubleBox = new NumericBox<>();
        doubleBox.setNumber(10.5);
        System.out.println(doubleBox.getDoubleValue());
    }
}

在上面的例子中，NumericBox类的类型参数T被限制为Number及其子类，这样我们就可以安全地调用doubleValue方法。

4. 总结

Java 泛型提供了强大的类型检查机制，减少了类型转换的需求，提高了代码的安全性和可维护性。通过使用泛型，我们可以在编写更加通用和灵活的代码的同时，确保运行时的类型安全。泛型的引入极大地提升了Java编程的能力，因此在日常开发中应充分利用这一特性。