Java泛型类之----初窥门径

泛型是Java中一种强大的特性，它允许我们在定义类、接口或方法时使用类型参数，从而使代码更加灵活和可重用。泛型类是指具有一个或多个类型参数的类，这些类型参数在类定义时并不明确，而是在使用时才确定具体的类型。

泛型类的基本定义

我们可以通过以下方式定义一个泛型类：

public class Score<T> {   // 泛型类需要使用<>，并在其中添加1 - N个类型变量
    String name;
    String id;
    T value;   // T会根据使用时提供的类型自动变成对应类型

    public Score(String name, String id, T value) {   // 这里T可以是任何类型，但是一旦确定，就不能修改了
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.value = value;
    }
}

在这个例子中，T 是一个类型参数，它可以是任何类型。当我们创建 Score 类的实例时，需要指定 T 的具体类型。

泛型类的使用

我们可以通过以下方式使用泛型类：

public static void main(String[] args) {
    Score<String> score = new Score<>("计算机", "6358", "斯国一");
    // 因为现在有了类型变量，在使用时同样需要跟上<>并在其中填写明确要使用的类型
    // 这样我们就可以根据不同的类型进行选择了
    String value = score.value;   // 一旦类型明确，那么泛型就变成对应的类型了
    System.out.println(value);
}

在这个例子中，我们创建了一个 Score<String> 的实例，这意味着 T 被指定为 String 类型。因此，value 字段的类型也是 String。

泛型类的类型推断

从Java 7开始，我们可以在创建泛型类实例时使用“钻石运算符”（<>），让编译器自动推断类型参数：

Score<String> score = new Score<>("计算机", "6358", "斯国一");

泛型类的限制

1. 静态方法中不能使用泛型类型参数

由于泛型类型参数是在实例化时确定的，而静态方法属于类级别，不依赖于实例，因此在静态方法中不能使用泛型类型参数：

public class Test<T> {
    // 错误：静态方法中不能使用泛型类型参数
    public static void print(T value) {
        System.out.println(value);
    }
}

2. 泛型类型参数默认是 Object 类型

在泛型类中，如果不明确指定类型参数的具体类型，那么默认会将其视为 Object 类型：

public void test(T t) {
    Object obj = t;   // 默认情况下，t 被视为 Object 类型
}

3. 不能直接创建泛型类型的实例或数组

由于类型参数在编译时是不确定的，因此不能直接创建泛型类型的实例或数组：

public class Test<T> {
    // 错误：不能直接创建泛型类型的实例
    T obj = new T();

    // 错误：不能直接创建泛型类型的数组
    T[] array = new T[10];
}

4. 泛型类型参数不能是基本类型

泛型类型参数必须是引用类型，不能是基本类型（如 int、char 等）。如果需要使用基本类型，可以使用对应的包装类：

public class Test<T> {
    public T value;
}

public static void main(String[] args) {
    Test<Integer> test = new Test<>();  // 使用 Integer 代替 int
}

5. 泛型类型参数可以是数组类型

虽然泛型类型参数不能是基本类型，但可以是基本类型的数组，因为数组本身是引用类型：

public static void main(String[] args) {
    Test<int[]> test = new Test<>();  // 使用 int[] 作为泛型类型参数
}

多类型参数的泛型类

泛型类可以定义多个类型参数，多个类型参数之间用逗号隔开：

public class Test<A, B, C> {   // 多个类型变量使用逗号隔开
    public A a;
    public B b;
    public C c;
}

在使用时，需要为每个类型参数指定具体的类型：

public static void main(String[] args) {
    Test<String, Integer, Character> test = new Test<>();  // 使用钻石运算符可以省略其中的类型
    test.a = "hello";
    test.b = 10;
    test.c = '测';
}

通配符的使用

在某些情况下，我们希望某个变量能够引用任意类型的泛型对象，这时可以使用通配符 ?：

public static void main(String[] args) {
    Test<?> test = new Test<Integer>();
    test = new Test<String>();
    Object o = test.value;    // 使用通配符时，具体类型会变成 Object
}

通配符 ? 表示未知类型，它可以匹配任何类型。但由于类型不确定，因此在使用通配符时，泛型类型会被视为 Object 类型。

总结

泛型类是Java中非常强大的工具，它允许我们在编写代码时保持类型的灵活性，同时又能确保类型安全。通过使用泛型，我们可以编写出更加通用和可重用的代码。然而，泛型也有一些限制，例如不能在静态方法中使用泛型类型参数、不能直接创建泛型类型的实例或数组等。理解这些限制并合理使用泛型，可以帮助我们编写出更加健壮和高效的代码。