在Java SE笔记的第四部分中,我们将深入探讨面向对象编程中的关键概念——泛型和数据结构。首先,理解并掌握面向对象编程(OOP)原则至关重要,它是Java编程的基础。本章节的核心内容围绕泛型展开,旨在解决实际编程中遇到的类型兼容性问题。
在设计一个Score对象,如学生成绩记录,我们需要处理两种不同类型的分数:一种是文字评价如“优秀”、“良好”、“合格”,另一种是数值分数,如60.0、75.5、92.5。早期的设计尝试使用Object作为父类来存储这些不同类型的数据,例如:
```java
public class Score {
String name;
String id;
Object score; // 使用Object类型可以存储任何类型,但缺乏类型检查
}
public static void main(String[] args) {
Score score = new Score("数据结构与算法基础", "EP074512", "优秀");
// 强制类型转换,虽然编译时看似可行,但运行时可能会抛出ClassCastException
int number = (Integer) score.score;
}
```
使用Object类型存在几个问题:一是编译阶段无法提供类型安全性,导致在运行时可能抛出ClassCastException;二是频繁的类型转换增加了代码复杂性和潜在的错误风险,同时也可能导致性能上的损耗,因为编译器无法在编译期优化这些操作。
泛型在此场景下就显得尤为重要。通过引入泛型,我们可以创建更灵活且类型安全的类和方法,确保在编译时就能检查类型兼容性。例如,将Score类改为使用泛型,可以这样设计:
```java
public class Score<T> {
String name;
String id;
T score; // 使用泛型T来代替Object,T代表任何类型,但编译器会检查类型一致性
public Score(String name, String id, T score) {
this.name = name;
this.id = id;
this.score = score;
}
}
public static void main(String[] args) {
Score<String> stringScore = new Score<>("数据结构与算法基础", "EP074512", "优秀");
// 这里不会发生类型转换,因为stringScore是Score<String>实例
String text = stringScore.score; // 正确匹配类型
Score<Integer> integerScore = new Score<>("数据结构与算法基础", "EP074512", 85);
// 类型转换由编译器检查,不会在运行时出现问题
int num = integerScore.score; // 类型转换成功
}
```
总结来说,这一章节通过具体例子展示了泛型在Java中的应用,帮助开发者避免类型不匹配带来的问题,提升代码的可读性和健壮性。同时,泛型与集合类的学习密切相关,后续章节将深入探讨Java中的集合框架,如List、Set和Map等,这些都是高效管理数据结构的重要工具。理解并掌握这些内容对提高Java编程技能至关重要。