Java SE笔记（四）：泛型与集合类详解

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。