Java 泛型 · Programiz 中文系列教程

# Java 泛型 > 原文： [https://www.programiz.com/java-programming/generics](https://www.programiz.com/java-programming/generics) #### 在本教程中，我們將通過示例了解 Java 泛型，如何創建泛型類和方法及其優勢。在 Java 中，**泛型**幫助創建可與不同類型的對象（數據）一起使用的類，接口和方法。因此，允許我們重用我們的代碼。 **注意**：**泛型**不適用于基本類型（`int`，`float`，`char`等）。 * * * ## 泛型的工作原理要了解 Java 中如何使用**泛型**，我們可以使用 Java 集合框架的`ArrayList`類。 `ArrayList`類是泛型類的示例。我們可以使用`ArrayList`存儲任何類型的數據。例如， ```java import java.util.ArrayList; class Main { public static void main(String[] args) { // create an array list to store Integer data ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>(); list1.add(4); list1.add(5); System.out.println("ArrayList of Integer: " + list1); // creates an array list to store String data ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(); list2.add("Four"); list2.add("Five"); System.out.println("ArrayList of String: " + list2); // creates an array list to store Double data ArrayList<Double> list3 = new ArrayList<>(); list3.add(4.5); list3.add(6.5); System.out.println("ArrayList of Double: " + list3); } } ``` 輸出量 ```java ArrayList of Integer: [4, 5] ArrayList of String: [Four, Five] ArrayList of Double: [4.5, 6.5] ``` 在上面的示例中，我們使用了相同的`ArrayList`類來存儲`Integer`，`String`和`Double`類型的元素。由于 **Java 泛型**的緣故，這是可能的。在這里，請注意這行， ```java ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>(); ``` 我們在尖括號`<>`中使用了`Integer`。尖括號`<>`在泛型中稱為**類型參數**。類型參數用于指定泛型類或方法適用的對象（數據）的類型。 * * * ## 創建泛型類現在我們知道了泛型在 Java 中的工作方式，讓我們看看如何創建自己的泛型類。 ### 示例：創建泛型類 ```java class Main { public static void main(String[] args) { // initialize generic class with Integer data GenericsClass<Integer> intObj = new GenericsClass<>(5); System.out.println("Generic Class returns: " + intObj.getData()); // initialize generic class with String data GenericsClass<String> stringObj = new GenericsClass<>("Java Programming"); System.out.println("Generic Class returns: " + stringObj.getData()); } } class GenericsClass<T> { // variable of T type private T data; public GenericsClass(T data) { this.data = data; } // method that return T type variable public T getData() { return this.data; } } ``` Output ```java Generic Class returns: 5 Generic Class returns: Java Programing ``` 在上面的示例中，我們創建了一個名為`GenericsClass`的泛型類。此類可用于處理任何類型的數據。 ```java class GenericsClass<T> {...} ``` 在此，`T`表示**類型參數**。在`Main`類內部，我們創建了名為`intObj`和`stringObj`的`GenericsClass`對象。 * 在創建`intObj`時，類型參數`T`被`Integer`代替。這意味著`intObj`使用`GenericsClass`處理整數數據。 * 在創建`stringObj`時，類型參數`T`被替換為`String`。這意味著`stringObj`使用`GenericsClass`處理字符串數據。 * * * ## 創建泛型方法與泛型類相似，我們也可以使用 Java 創建自己的泛型方法。 ### 示例：創建泛型方法 ```java class Main { public static void main(String[] args) { // initialize the class with Integer data DemoClass demo = new DemoClass(); demo.<String>genericsMethod("Java Programming"); } } class DemoClass { // generics method public <T> void genericsMethod(T data) { System.out.println("This is a generics method."); System.out.println("The data passed to method is " + data); } } ``` **輸出** ```java This is a generics method. The data passed to the method: Java Programming ``` 在上面的示例中，我們在普通類內部創建了一個名為`genericsMethod`的泛型方法。 ```java public <T> void genericMethod(T data) {...} ``` 在此，將類型參數`<T>`插入到修飾符（`public`）之后和返回類型（`void`）之前。我們可以通過將實際類型`<String>`放在方法名稱之前的方括號內來調用泛型方法。 ```java demo.<String>genericMethod("Java Programming"); ``` **注意**：在大多數情況下，我們可以在調用泛型方法時省略類型參數。這是因為編譯器可以使用傳遞給方法的值來匹配類型參數。例如， ```java demo.genericsMethod("Java Programming"); ``` * * * ## 有界類型通常，**類型參數**可以接受任何數據類型（原始類型除外）。但是，如果我們只想將泛型用于某些特定類型（例如接受數字類型的數據），則可以使用有界類型。我們使用`extends`關鍵字。例如， ```java <T extends A> ``` 這意味著`T`只能接受屬于`A`子類型的數據。 ### 示例：有界類型 ```java class GenericsClass <T extends Number> { public void display() { System.out.println("This is a bounded type generics class."); } } class Main { public static void main(String[] args) { // create an object of GenericsClass GenericsClass<String> obj = new GenericsClass<>(); } } ``` 在上面的示例中，我們創建了具有**有界類型**的泛型類。在這里，請注意表達式 ```java <T extends Number> ``` 這意味著`T`只能使用屬于`Number`子級的數據類型（`Integer`，`Double`等）。但是，我們使用`String`創建了泛型類的對象。這就是為什么當我們運行程序時，會出現以下錯誤。 ```java GenericsClass<String> obj = new GenericsClass<>(); ^ reason: inference variable T has incompatible bounds equality constraints: String lower bounds: Number where T is a type-variable: T extends Number declared in class GenericsClass ``` * * * ## Java 泛型的優點 ### 1.代碼可重用性 **泛型**允許我們編寫適用于不同類型數據的代碼。例如， ```java public <T> void genericsMethod(T data) {...} ``` 在這里，我們創建了一個泛型方法。此方法可用于對整數數據，字符串數據等執行操作。 ### 2.編譯時類型檢查泛型的**類型參數**提供有關泛型代碼中使用的數據類型的信息。因此，可以在編譯時識別任何錯誤，比運行時錯誤更容易修復。例如， ```java // without using Generics NormalClass list = new NormalClass(); // calls method of NormalClass list.display("String"); ``` 在上面的代碼中，我們有一個普通的類。我們通過傳遞字符串數據來調用此類的名為`display()`的方法。在這里，編譯器不知道在參數中傳遞的值是否正確。但是，讓我們看看如果改用泛型類會發生什么。 ```java // using Generics GenericsClass<Integer> list = new GenericsClass<>(); // calls method of GenericsClass list2.display("String"); ``` 在上面的代碼中，我們有一個泛型類。在這里，類型參數指示該類正在處理`Integer`數據。因此，當在參數中傳遞字符串數據時，編譯器將生成錯誤。 ### 3.與集合一起使用集合框架使用 Java 中泛型的概念。例如， ```java // creating a string type ArrayList ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>(); // creating a integer type ArrayList ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(); ``` 在上面的示例中，我們使用了相同的`ArrayList`類來處理不同類型的數據。與`ArrayList`相似，其他集合（`LinkedList`，`Queue`，`Maps`等）在 Java 中也是通用的。