Java泛型案例怎么基础使用

Java泛型案例：从零掌握基础使用的完整指南

目录导读

1. 什么是Java泛型？为什么要用它？
2. 泛型基础语法：类、接口、方法
3. 实战案例：泛型类与泛型方法
4. 类型擦除与边界限定
5. 常见问题与避坑指南
6. 泛型让代码更优雅

什么是Java泛型？为什么要用它？

问：没有泛型之前，Java如何处理不同类型的集合？
答：早期Java使用Object类型来容纳任意对象，但每次取出都需要强制类型转换。

List list = new ArrayList();
list.add("hello");
String s = (String) list.get(0); // 手动强转，易出错

这种方式有两个致命缺陷：类型不安全（可混入不同类型）和代码冗余（频繁强转）。

泛型（Generics） 自JDK 5引入，允许在定义类、接口、方法时使用类型参数（如<T>），实现在编译时期检查类型，避免ClassCastException，核心思想是：类型的参数化。

泛型基础语法：类、接口、方法

1 泛型类

public class Box<T> {
    private T item;
    public void setItem(T item) {
        this.item = item;
    }
    public T getItem() {
        return item;
    }
}

使用：Box<String> box = new Box<>();（菱形语法<>在JDK 7+可省略类型推断）

2 泛型接口

public interface Processor<T> {
    void process(T data);
}

实现时需指定类型：class StringProcessor implements Processor<String>

3 泛型方法

方法声明中独有类型参数，与类泛型无关：

public static <T> T getMiddle(T... args) {
    return args[args.length / 2];
}

调用：String mid = getMiddle("a", "b", "c");

实战案例：泛型类与泛型方法

案例1：简化集合操作（泛型类）

// 定义一个泛型栈
public class GenericStack<E> {
    private Object[] elements;
    private int size = 0;
    public GenericStack(int capacity) {
        elements = new Object[capacity]; // 泛型数组创建需特殊处理
    }
    public void push(E e) {
        elements[size++] = e;
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public E pop() {
        if (size == 0) throw new EmptyStackException();
        E result = (E) elements[--size];
        elements[size] = null; // 避免内存泄露
        return result;
    }
}

问：为什么不能直接new E[capacity]？
答：因为类型擦除导致运行时E被擦除为Object，直接创建泛型数组不合法，解决方案：创建Object数组后强转（如上），或使用Array.newInstance()。

案例2：泛型方法实现列表反转（泛型方法）

public static <T> void reverse(List<T> list) {
    int size = list.size();
    for (int i = 0; i < size / 2; i++) {
        T temp = list.get(i);
        list.set(i, list.get(size - 1 - i));
        list.set(size - 1 - i, temp);
    }
}

调用时自动推断类型：reverse(stringList);（无需显式传类型参数）

案例3：类型边界的使用（限定上限）

// 限定T必须是Number的子类
public static <T extends Number> double sumOfList(List<T> list) {
    double sum = 0;
    for (T t : list) {
        sum += t.doubleValue();
    }
    return sum;
}

用extends关键字表示上界（T可以是Number或其子类），调用时限制更严格。

类型擦除与边界限定

问：运行时泛型类型信息还存在吗？
答：Java通过类型擦除实现泛型，编译后，所有类型参数被替换为它们的上界（默认为Object）。

Box<String> box = new Box<>();

编译成：Box box = new Box();（并插入必要的强转）

边界限定的作用：

• <T extends Comparable<T>>：要求T实现Comparable，保证可比较
• 通配符：List<? extends Number>表示列表元素是Number及其子类（协变），List<? super Integer>表示元素是Integer及其父类（逆变）

问：List