Java - 泛型

你好，未来的Java法师们！今天，我们将踏上一段激动人心的旅程，探索Java泛型的世界。如果你是编程新手，不用担心；我会作为你友好的向导，带你去冒险。所以，拿起你的虚拟魔杖（键盘），让我们一起跳进去！

Java - Generics

什么是泛型？

想象一下，你在一个冰淇淋店里，有一个可以装任何口味冰淇淋的容器。这在Java中基本上就是泛型的概念——它们允许你创建能够处理不同数据类型的类、接口和方法，就像我们神奇的冰淇淋容器一样！

为什么在Java中使用泛型？

你可能想知道，“我们为什么需要这个神奇的容器？”我的年轻法师们，泛型提供了几个好处：

类型安全：它们通过确保你使用正确的类型来帮助防止错误。
代码可重用性：你可以编写适用于多种数据类型的代码。
消除类型转换：不再需要繁琐的类型转换！

让我们来看一个简单的例子：

public class MagicalContainer<T> {
private T item;

public void setItem(T item) {
this.item = item;
}

public T getItem() {
return item;
}
}

在这个例子中，T 是一个类型参数。就像说，“这个容器可以装任何类型的物品。”我们可以像这样使用它：

MagicalContainer<String> stringContainer = new MagicalContainer<>();
stringContainer.setItem("你好，泛型！");
String message = stringContainer.getItem();

MagicalContainer<Integer> intContainer = new MagicalContainer<>();
intContainer.setItem(42);
int number = intContainer.getItem();

看到我们如何为不同的类型使用同一个 MagicalContainer 类了吗？这就是泛型的力量！

Java泛型的类型

现在我们已经把脚伸进了泛型的水域，让我们探索一下Java中的不同泛型类型。这就像在我们编程法师的魔法中学习不同的咒语！

1. 泛型类

我们已经看到了一个泛型类的例子，我们的 MagicalContainer。这里还有一个：

public class Pair<K, V> {
private K key;
private V value;

public Pair(K key, V value) {
this.key = key;
this.value = value;
}

public K getKey() { return key; }
public V getValue() { return value; }
}

这个 Pair 类可以持有可能不同类型的两个项目。我们可以像这样使用它：

Pair<String, Integer> pair = new Pair<>("年龄", 25);
System.out.println(pair.getKey() + ": " + pair.getValue());  // 输出: 年龄: 25

2. 泛型方法

我们还可以在非泛型类中拥有泛型方法。这就像有一个可以对任何成分起作用的魔法咒语！

public class MagicTricks {
public static <T> void printArray(T[] array) {
for (T element : array) {
System.out.print(element + " ");
}
System.out.println();
}
}

我们可以使用这个方法来处理任何类型的数组：

Integer[] intArray = {1, 2, 3, 4, 5};
Double[] doubleArray = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5};
String[] stringArray = {"你好", "泛型", "世界"};

MagicTricks.printArray(intArray);
MagicTricks.printArray(doubleArray);
MagicTricks.printArray(stringArray);

3. 限定类型参数

有时，我们想要限制我们的泛型到某些类型。就像说，“这个咒语只对魔法生物有效！”

public class NumberContainer<T extends Number> {
private T number;

public NumberContainer(T number) {
this.number = number;
}

public double getSquareRoot() {
return Math.sqrt(number.doubleValue());
}
}

在这个例子中，T 必须是 Number 的子类。我们可以使用它来处理 Integer、Double 等，但不能用 String。

NumberContainer<Integer> intContainer = new NumberContainer<>(16);
System.out.println(intContainer.getSquareRoot());  // 输出: 4.0

NumberContainer<Double> doubleContainer = new NumberContainer<>(25.0);
System.out.println(doubleContainer.getSquareRoot());  // 输出: 5.0

// 这会导致编译时错误：
// NumberContainer<String> stringContainer = new NumberContainer<>("不是数字");

Java泛型的优点

现在我们已经探索了泛型的不同类型，让我们总结一下它们的优点：

优点	描述
类型安全	在编译时而不是运行时捕获类型错误
代码可重用性	一次编写，多种类型使用
消除类型转换	不需要显式的类型转换，减少潜在错误
更好的性能	避免运行时类型检查和转换
支持泛型算法	编写适用于不同类型集合的算法

结论

恭喜你，年轻的Java法师们！你刚刚学习了Java泛型的神奇世界。记住，就像任何强大的咒语一样，泛型需要练习才能掌握。如果一开始觉得有点棘手，不要气馁——即使是最伟大的法师也有开始的时候！

在你继续Java编程之旅时，你会发现泛型无处不在，特别是在处理集合和API时。它们是编写干净、可重用和类型安全代码的重要工具。

继续练习，保持好奇心，在你成为真正的Java法师之前，你会发现你的代码无错误，编译速度快！下次见，愿你的代码无虫，编译迅速！

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