如何在Java中使用泛型 -Manusha

泛型是Java中的关键概念。大多数Java代码库都将使用它们。因此，不可避免的是某个时候开发人员会遇到它们。这就是为什么正确理解它们至关重要。正确理解泛型也将帮助您获得Java面试机会。
在本文中，我将讨论泛型是什么，如何在Java中使用它们以及它们的优点。

Java 5中添加了泛型，以提供编译时类型检查，并消除了使用集合类时常见的ClassCastException风险。
Java中的集合类用于存储和操作对象组。例如，ArrayList集合类可以存储任何类型的对象。因为它被设计为Java基类类型Object的容器。因此，ArrayList对象可以容纳String或Integer或任何Java类型。使用泛型，我们可以定义ArrayList可以容纳的对象类型。因此允许创建单个对象类型ArrayLists。

public class GenEx1{      public static void main(String []args){          ArrayList<String> al = new ArrayList<String>();          al.add("Name");          al.add("Age");          al.add(22); // Compile Error!      } }

如您在上面的示例中看到的那样，泛型类型是通过使用尖括号来定义的。在此示例中，只能将String对象存储在ArrayList中。Java中的集合类现在具有通用类型。现在让我们看看如何编写我们自己的通用类，接口和方法。

泛型类
在泛型类声明中，类的名称后跟类型参数部分。我们可以遵循相同的语法来创建泛型接口。类型参数也被称为类型变量，是用于指定一个泛型的类型名称的标识符。泛型类的类型参数部分可以包含一个或多个用逗号分隔的类型参数。这些类也称为参数化类。

class Test<K, V>{     private K key;     private V value;          Test(K key, V value){         this.key = key;         this.value = value;     }          public K getKey(){         return key;     }     public V getValue(){         return value;     }      } public class GenEx2{      public static void main(String []args){          Test<String,Integer> pair1 = new Test<String,Integer>("ID",223);          Test<String,Integer> pair2 = new Test<String,Integer>("Age",22);          System.out.println(pair1.getKey() + "=" + pair1.getValue() );          System.out.println(pair2.getKey() + "=" + pair2.getValue() );      } }

在上面的示例中，Test类具有两个名为K和V的类型参数。因此，Test类的对象可以存储两种不同类型的值。

泛型方法
如果我们可以编写一个单一的排序方法来对Integer数组，String数组或任何支持排序的类型的数组中的元素进行排序，那会很好，对吗？Java泛型方法允许我们使用单个方法声明来指定一组相关类型。您将能够编写一个可以用不同类型的参数调用的通用方法声明。必须在方法返回类型之前指定类型参数部分。类型参数也可以用作方法的返回类型。

public class GenEx3{           public static < E > void printArray( E[] inputArray ) {         for(E element : inputArray) {             System.out.print(element +" ");         }         System.out.println();    }      public static void main(String args[]){         Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };         Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };         Character[] charArray = { 'P', 'I', 'Z', 'Z', 'A' };         System.out.print("integerArray contains: ");         printArray(intArray);         System.out.print("doubleArray contains: ");         printArray(doubleArray);         System.out.print("characterArray contains: ");         printArray(charArray);      } }

在上面的示例中，printArray方法可用于打印任何类型的数组的元素。

泛型中的有界类型参数
到目前为止，我们只看到了无界限的泛型类型参数。无界意味着我们的泛型类型参数可以是我们想要的任何类型。有时您可能希望限制允许传递给参数的类型。例如，对数字进行操作的方法可能只希望接受Number类或其子类的实例。有界类型参数用于此目的。要声明一个有界的类型参数，请列出该类型参数的名称，然后是extends关键字，然后是其上限。

public abstract class Cage<T extends Animal> {     abstract void addAnimal(T animal) } class Animal{} class Dog extends Animal{} class Cat extends Animal{}

在示例中，笼型的通用类型必须始终是Animal或Animal类的子类。因此，我们可以将Cat，Dog或Animal类作为通用类型参数传递。
如果需要，我们还可以为泛型类型声明多个范围。因此，可以修改以下示例中的抽象类，如下所示。

public abstract class Cage<T extends Animal & Comparable<T>>

在这里，类型参数现在必须同时考虑Animal类和Comparable接口。

泛型中的通配符和子类型
问号（？）是泛型中的通配符，表示未知类型。如果我们希望我们的通用方法适用于所有类型，在这种情况下，可以使用无界通配符。无界通配符由<?>表示。我们还可以使用有界通配符，有界通配符有两种类型：上界通配符和下界通配符。
上界通配符用于在方法中放宽对变量类型的限制。例如，假设我们不知道列表将是数字，整数还是双精度类型。那么我们如何获得该列表中元素的总和？我们可以使用上限通配符来解决此问题。下面的示例显示了如何实现它。

public void method( List<? extends Number> list){   double sum = 0;   for(Number i : list){    sum += i.doubleValue();   }   System.out.println(sum); }

下界通配符用于增加方法中对变量类型的限制。假设我们只想将Integers添加到列表中，而我们也想接受Integer的超类型列表。我们可以使用下界通配符来实现此目的。从下面的示例中，我们可以看到如何使用它。

public void addIntegers(List<? super Integer> list){  list.add(new Integer(10));  list.add(new Integer(20)); }

虽然Integer在Java中是一个亚型Number，List<Integer>是不是一个亚型List<Number>？他们的共同父母是List<?>。因此，泛型类中的子类型使用通配符完成。下面的示例将帮助您理解这一点。

ArrayList<? extends Integer> intList = new ArrayList<>(); ArrayList<? extends Number>  numList = intList; // OK ArrayList<Integer> intList2 = new ArrayList<>(); ArrayList<Number>  numList2 = intList2; // Compile Error!

泛型的优势
既然您知道如何使用泛型，那么您必须考虑为什么我们需要使用它们。嗯，我们使用它们的三个主要原因是：

1. 类型安全
2. 不需要类型转换
3. 可重用代码