Java - 泛型

各位未來的Java法師們，大家好！今天，我們將踏上一段令人興奮的旅程，探索Java泛型的世界。如果你是編程新手，別擔心；我將成為你這次冒險中的友好導遊。所以，拿起你的虛擬魔杖（鍵盤），我們一起來深入探討吧！

Java - Generics

什麼是泛型？

想像你在一間冰淇淋店，有一個容器可以裝任何口味的冰淇淋。這就是Java中泛型的本質——它們允許你創建能夠操作不同數據類型的類、接口和方法，就像我們神奇的冰淇淋容器！

Why泛型在Java中被使用？

你可能會想，“我們為什麼需要這個神奇的容器？”我的年輕學徒們，泛型提供了多項好處：

類型安全：它們通過確保你使用正確的類型來幫助防止錯誤。
代碼重用性：你可以寫出能夠操作多種數據類型的代碼。
消除造型：再也無需冗長的類型造型！

讓我們來看一個簡單的例子：

public class MagicalContainer<T> {
private T item;

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

public T getItem() {
return item;
}
}

在這個例子中，T是一個類型參數。就像是說，“這個容器可以裝任何類型的項目。”我們可以像這樣使用它：

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

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

看見我們如何對不同類型使用同樣的MagicalContainer類了嗎？這就是泛型的力量！

Java泛型的類型

現在，我們已經將腳趾浸入泛型的游泳池中，來探索Java中的不同泛型類型。這就像在我們的編程法術中學習不同的咒語！

1. 泛型類

我們已經看到了一個泛型類的例子，就是我们的MagicalContainer。這裡再舉一個例子：

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; }
}

這個Pair類可以存放兩個可能不同類型的項目。我們可以像這樣使用它：

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

2. 泛型方法

我們還可以在非泛型類中擁有泛型方法。這就像擁有一種神奇的咒語，可以對任何成分都有效！

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

我們可以使用這個方法對任何類型的數組：

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

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

3. 限制類型參數

有時候，我們希望將我們的泛型限制在某些類型上。這就像說，“這個咒語只對神奇生物有效！”

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

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

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

在這個例子中，T必須是Number的子類。我們可以使用它與Integer、Double等，但不能與String一起使用。

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

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

// 這會導致編譯時錯誤：
// NumberContainer<String> stringContainer = new NumberContainer<>("不是數字");

Java泛型的優勢

現在我們已經探索了不同的泛型類型，來總結一下它們的優勢：

優勢	描述
類型安全	在編譯時而不是運行時捕獲類型錯誤
代碼重用性	寫一次，用於多種類型
消除造型	無需顯式造型，減少潛在錯誤
更好的性能	避免運行時類型檢查和造型
支持泛型算法	寫出能夠在不同類型的集合上工作的算法

結論

恭喜各位年輕的Java法師！你們剛剛學習了Java泛型的神奇世界。記住，就像任何強大的咒語一樣，泛型需要練習才能精通。如果一开始觉得有点棘手，別氣餒——即使是最偉大的法師也有學習的開始！

隨著你們在Java編程旅程的繼續，你會發現泛型到處都是，尤其是在處理集合和API時。它們是撰寫乾淨、可重用和類型安全代碼的重要工具。

持續練習，保持好奇心，在你意識到之前，你將會像真正的Java法師一樣施展出泛型咒語！下次見，願你的代碼沒有bug，編譯快速！

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