Java泛型深入解析

"Java 泛型教程 - 由Gilad Bracha撰写，涵盖了泛型的基础、子类型、通配符、方法、与遗留代码的互操作性、细节以及如何将遗留代码转换为使用泛型等内容。" Java泛型是自JDK 1.5版本引入的一种强大的编程特性，它允许在类、接口和方法中使用类型参数，以增强类型安全性和代码重用性。本教程将深入讲解这一主题，帮助开发者理解和应用泛型。 1. **泛型基础** 泛型的基本概念是为数据结构或方法定义一个通用类型，而不是固定的具体类型。这使得代码能够处理多种数据类型，同时保持编译时的类型检查。例如，ArrayList是一个泛型类，可以指定存储的数据类型，如ArrayList<String>。 2. **定义简单泛型** 定义泛型类或接口时，使用尖括号`<T>`来声明类型参数，其中`T`可以替换为任何标识符，代表一种类型。例如，一个简单的泛型栈类定义可能如下： ```java public class GenericStack<T> { private T[] elements; // 其他方法 } ``` 3. **泛型与子类型** 泛型类型参数遵循Java的继承规则。如果一个类型参数`T`被约束为某种类或接口（如`T extends Number`），那么所有实现了该接口或继承了该类的类型都可以作为`T`的实例。 4. **通配符** 通配符用于表示类型参数的任意子类型。例如，`?`表示任意类型，而`? extends Number`则表示Number或其子类型的任意类型。通配符可以用于增强方法的灵活性，如在参数中接受多种类型。 5. **有界通配符** 有界通配符允许对类型参数设置上限，如`? super T`表示`T`或其超类型。这对于方法的参数接收上界受限的类型非常有用。 6. **泛型方法** 泛型方法可以在类或接口的外部定义，方法签名包含类型参数。例如，`public <T> void swap(List<T> list, int i, int j)`，该方法可以交换列表中指定位置的任意类型元素。 7. **与遗留代码的互操作性** Java泛型采用了类型擦除机制，以确保与不使用泛型的旧代码兼容。这意味着在运行时，泛型信息不会存在，但编译时会进行类型检查。 - 使用遗留代码在泛型代码中：通过类型转换，可以将非泛型对象安全地传递给泛型方法。 - 泛型代码在遗留代码中：可以通过类型擦除，使泛型类在不支持泛型的环境中仍可运行，但丧失了类型安全性。 8. **细节** - **共享类实例**：泛型类的所有实例共享同一类定义，因此泛型类型参数仅存在于编译时。 - **类型转换与`instanceof`**：泛型不会影响`instanceof`操作，因为类型参数在运行时被擦除。 - **数组问题**：泛型不适用于数组，因为数组具有固定的元素类型，无法直接创建如`List<String>[]`这样的泛型数组。 9. **类字面量作为运行时类型令牌** 类字面量如`String.class`可以在运行时获取类的信息，这对于泛型的某些高级用法（如反射）非常重要。 10. **更多关于通配符的乐趣** - **通配符捕获**：在某些情况下，编译器需要知道实际的类型参数，这时就会发生通配符捕获，例如在方法的局部变量或匿名类中。 11. **将遗留代码转换为使用泛型** 转换过程可能涉及修改方法签名、添加类型参数、更新类型检查和强制转换等步骤。目的是提高类型安全性和代码可读性。 通过学习本教程，开发者将掌握Java泛型的核心概念和实践，从而编写出更健壮、更易维护的代码。