20221222（泛型）

详细讲解关于泛型的全部知识

2023/12/22 15:41:39

泛型（Generics）是一种编程语言特性，允许在代码中使用参数化类型，以增强代码的灵活性、可重用性和类型安全性。泛型的概念在多种编程语言中都存在，例如Java、C#、Swift等。下面详细讲解一些与泛型相关的重要知识点：

1. 为什么需要泛型：

• 代码复用性： 泛型允许你编写能够处理多种数据类型的通用代码，而不需要为每种类型都编写重复的代码。
• 类型安全性： 泛型提供了编译时类型检查，可以在编译阶段捕获一些类型错误，避免在运行时出现类型不匹配的问题。

2. 泛型基本概念：

• 泛型类（Generic Class）： 使用一个或多个类型参数的类。例如，在Java中可以定义一个泛型类 Box<T>，其中 T 是一个类型参数。

public class Box<T> {
    private T value;
    
    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }
    
    public T getValue() {
        return value;
    }
}

• 泛型方法（Generic Method）： 在方法中使用泛型类型参数。可以是静态方法，也可以是实例方法。

public <T> T genericMethod(T input) {
    // 方法体
    return input;
}

3. 类型通配符：

• 通配符（Wildcard）： 用于表示泛型类型的一种不确定类型，常见的通配符是 ?。通配符可用于增加灵活性，例如在方法参数中接受多种类型。

public void processList(List<?> list) {
    // 处理列表
}

4. 上下界通配符：

• 上界通配符（Upper Bounded Wildcard）： 使用 extends 关键字指定泛型的上界，表示接受指定类型及其子类型。

public <T extends Number> void processNumbers(List<T> numbers) {
    // 处理数字列表
}

• 下界通配符（Lower Bounded Wildcard）： 使用 super 关键字指定泛型的下界，表示接受指定类型及其父类型。

public void addToBox(List<? super Integer> list) {
    // 将整数添加到列表
}

5. 类型擦除：

• 类型擦除（Type Erasure）： 泛型在编译时会被擦除，运行时泛型信息不再存在。这是为了与Java早期版本的兼容性。

// 编译后的代码，泛型信息被擦除
public class Box {
    private Object value;
    
    public void setValue(Object value) {
        this.value = value;
    }
    
    public Object getValue() {
        return value;
    }
}

6. 泛型与数组：

• 泛型数组： 由于泛型在运行时擦除类型信息，不能直接创建泛型数组。通常使用泛型集合代替。

List<String> stringList = new ArrayList<>();

7. 泛型限制和约束：

• 泛型的约束（Bounds）： 可以通过指定泛型的上界或下界来对泛型进行限制。

// 上界限制：T必须是Number或其子类型
public <T extends Number> void processNumbers(List<T> numbers) {
    // 处理数字列表
}

8. 泛型在不同编程语言中的实现细节：

• Java中的泛型： 使用类型擦除实现泛型，泛型信息在编译时存在，运行时被擦除。
• C#中的泛型： 使用重写（reification）实现泛型，泛型信息在运行时保留。
• Swift中的泛型： 类似于C#，泛型信息在运行时保留。

这些是泛型的一些基本概念和相关知识点，具体实现和用法可能因编程语言而异。希望这些信息能够帮助你更好地理解和使用泛型。