摘要

Java 語(yǔ)言中的泛型是一種強(qiáng)大的特性，它可以將類型參數(shù)化，使得代碼更具通用性和安全性。然而在泛型中，通配符也是一個(gè)非常重要的概念。本文將深入講解 Java 通配符和泛型，包括通配符的作用、使用方法以及通配符和泛型的區(qū)別，并結(jié)合示例代碼進(jìn)行說明。

一、Java 泛型

Java 泛型是一種類型參數(shù)化機(jī)制，在編譯時(shí)進(jìn)行類型檢查，提高代碼的安全性和可讀性。通過泛型，可以將具體的數(shù)據(jù)類型抽象成參數(shù)化的類型，使得代碼具有更好的通用性和適應(yīng)性。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的泛型示例：

public class Box<T> {
    private T value;

    public Box(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }
}

public class GenericExample {
    public static void main(String[] args) {
        Box<Integer> box = new Box<>(3);
        System.out.println("Box value: " + box.getValue());
    }
}

在上述代碼中，Box 類被定義為泛型類，使用類型參數(shù) T 進(jìn)行參數(shù)化。在實(shí)例化 Box 對(duì)象時(shí)，傳入的類型參數(shù)為 Integer?？梢钥吹?，在 getValue() 方法中，返回值的類型被聲明為 T，而在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，T 被具體化為 Integer。

泛型的主要優(yōu)勢(shì)是可以提高代碼的可讀性和安全性，同時(shí)可以避免運(yùn)行時(shí)的類型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。不過，需要注意的是 Java 泛型的實(shí)現(xiàn)是基于類型擦除（type erasure）機(jī)制的，也就是說，在編譯時(shí)，泛型信息會(huì)被擦除掉，實(shí)際上泛型類和非泛型類的代碼結(jié)構(gòu)是一樣的。

二、Java 通配符

在 Java 泛型中，通配符是一個(gè)非常重要的概念。通配符是一個(gè)特殊的類型參數(shù)，它可以指定泛型的上限和下限，從而限定泛型的類型范圍。使用通配符可以讓泛型更加靈活和通用。

通配符分為兩種：extends 通配符和 super 通配符。其中，extends 通配符用于指定泛型的上限，表示參數(shù)化類型必須是指定類型或其子類，如下所示：

public class Animal { }

public class Dog extends Animal { }

public class Box<T extends Animal> {
    private T value;

    public Box(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }
}

public class WildcardExample {
    public static void main(String[] args) {
        Box<Animal> animalBox = new Box<>(new Animal());
        Box<Dog> dogBox = new Box<>(new Dog());

        // 編譯報(bào)錯(cuò)，因?yàn)?String 不是 Animal 類型
        // Box<String> stringBox = new Box<>("");

        printBox(animalBox);
        printBox(dogBox);
    }

    public static void printBox(Box<? extends Animal> box) {
        System.out.println("Box value: " + box.getValue());
    }
}

在上述代碼中，Box 類中的類型參數(shù)被指定為 T extends Animal，表示參數(shù)化類型必須是 Animal 或其子類。printBox() 方法的參數(shù)使用了 extends 通配符，表示只有參數(shù)化類型為 Animal 或其子類的 Box 類型才可以作為該方法的參數(shù)。

當(dāng)我們使用泛型時(shí)，有時(shí)候我們可能會(huì)遇到一種情況，即希望可以接收任意類型的參數(shù)。這時(shí)候就可以使用泛型通配符？，表示未知的類型。下面我將詳細(xì)說明泛型通配符的用法，并提供一個(gè)示例代碼：

通配符作為方法的參數(shù)：

public void printList(List<?> list) {
    for (Object item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

在這個(gè)示例中，printList方法接受一個(gè)List類型的參數(shù)，但是該List可以包含任意類型的元素。我們使用通配符?來表示未知的類型。在方法內(nèi)部，我們可以通過遍歷列表打印出列表中的每個(gè)元素。

通配符作為方法的返回類型：

public List<?> getList() {
    return new ArrayList<>();
}

在這個(gè)示例中，getList方法返回一個(gè)List類型的對(duì)象，但是該List可以包含任意類型的元素。同樣地，我們使用通配符?表示未知的類型。該方法可以根據(jù)實(shí)際需求返回不同類型的列表。

通過使用泛型通配符？，我們可以編寫更加靈活和通用的代碼，尤其是當(dāng)我們不確定要處理的類型時(shí)。使用通配符可以使我們的代碼更具有可重用性和擴(kuò)展性。

下面是一個(gè)示例代碼，演示了如何使用泛型通配符？：

public static void printList(List<?> list) {
    for (Object item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    List<String> stringList = Arrays.asList("Hello", "World");
    List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3);
    
    printList(stringList); // 打印輸出: Hello World
    printList(integerList); // 打印輸出: 1 2 3
}

三、通配符與泛型的區(qū)別

Java 通配符和泛型都是 Java 泛型機(jī)制中的重要概念，但它們之間有一些區(qū)別。通配符主要用于限定泛型的范圍，可以對(duì)泛型進(jìn)行更靈活的類型判斷，而泛型則是用于參數(shù)化類型的機(jī)制。

• 通配符用于靈活限定泛型的范圍：通配符可以使用 extends 關(guān)鍵字指定上限，也可以使用 super 關(guān)鍵字指定下限。這樣做的好處是，可以在一定程度上增加泛型的靈活性。例如，使用 extends 通配符可以接受參數(shù)化類型是指定類型或其子類的對(duì)象，使用 super 通配符可以接受參數(shù)化類型為指定類型或其父類的對(duì)象。
• 泛型用于聲明參數(shù)化類型：泛型通過在類或方法聲明時(shí)定義類型參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)類型的參數(shù)化。通過將具體類型替換為類型參數(shù)，在編譯時(shí)進(jìn)行類型安全的檢查。泛型可以提高代碼的可讀性和安全性，并避免類型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。

下面是一個(gè)示例，展示了通配符和泛型之間的區(qū)別：

public class Fruit { }

public class Apple extends Fruit { }

public class Box<T> {
    private T value;

    public Box(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }
}

public class WildcardVsGenericExample {
    public static void main(String[] args) {
        Box<Fruit> fruitBox = new Box<>(new Fruit());
        Box<Apple> appleBox = new Box<>(new Apple());

        // 使用通配符
        printBoxUsingWildcard(fruitBox);
        printBoxUsingWildcard(appleBox);

        // 使用泛型
        printBoxUsingGeneric(fruitBox);
        printBoxUsingGeneric(appleBox);
    }

    public static void printBoxUsingWildcard(Box<? extends Fruit> box) {
        System.out.println("Box value: " + box.getValue());
    }

    public static <T> void printBoxUsingGeneric(Box<T> box) {
        System.out.println("Box value: " + box.getValue());
    }
}

在上述代碼中，printBoxUsingWildcard() 方法使用 extends 通配符作為參數(shù)，表示只接受參數(shù)化類型為 Fruit 或其子類的 Box 對(duì)象。而 printBoxUsingGeneric() 方法使用泛型類型參數(shù) T，可以接受任何類型的 Box 對(duì)象。通過比較兩個(gè)方法的定義可以看出，通配符和泛型在使用方式上有所差別。

總結(jié)

本文詳細(xì)講解了 Java 中的通配符和泛型的概念和用法。泛型是一種參數(shù)化類型機(jī)制，能夠提高代碼的可讀性和類型安全性。通配符主要用于限定泛型的范圍，靈活指定上限和下限。通過結(jié)合示例代碼，并添加了適當(dāng)?shù)淖⑨?，希望讀者能夠深入理解 Java 通配符和泛型，并能正確應(yīng)用于實(shí)際開發(fā)中，提高代碼的可維護(hù)性和健壯性。

有關(guān) Java 通配符和泛型的一些常見問題，下面為您一一解答：

1.什么時(shí)候需要使用通配符？

通配符主要用于限定泛型的類型范圍，可以增加泛型的靈活性和適用性。通配符適用于以下場(chǎng)景：

• 當(dāng)不確定對(duì)象的具體類型時(shí)，可以使用通配符。
• 當(dāng)需要將參數(shù)化類型作為方法參數(shù)或返回值類型時(shí)，可以使用通配符，以處理更多類型的對(duì)象。
• 當(dāng)需要將具體類型限定在某個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，可以使用通配符，并通過參數(shù)限制該范圍。
• 當(dāng)需要訪問參數(shù)化類型的屬性或方法時(shí)，可以使用 extends 通配符限定該類型的上限。

2.什么時(shí)候需要使用泛型？

泛型主要用于將代碼參數(shù)化，提供了編譯時(shí)類型安全的檢查機(jī)制。泛型適用于以下場(chǎng)景：

• 當(dāng)需要處理多種類型的對(duì)象時(shí)，可以使用泛型，讓代碼更加通用、簡(jiǎn)潔。
• 當(dāng)需要對(duì)傳遞的參數(shù)執(zhí)行類型檢查時(shí)，可以使用泛型，預(yù)防運(yùn)行時(shí)的類型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。
• 當(dāng)需要聲明一個(gè)指定類型的集合時(shí)，可以使用泛型，表示只允許添加指定類型的對(duì)象。
• 當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建可重用的代碼時(shí)，可以使用泛型，使代碼更加可讀、易于維護(hù)。

3.extends 通配符和 super 通配符有什么區(qū)別？

extends 通配符和 super 通配符是通配符中常用的兩種。它們的區(qū)別在于：

• extends 通配符：表示參數(shù)化類型必須是指定類型的子類或本身，使用時(shí)通常用于作為方法參數(shù)的類型限定。例如：Box<? extends Animal> 表示只接受 Animal 類型或其子類的 Box。
• super 通配符：表示參數(shù)化類型必須是指定類型的父類或本身，使用時(shí)通常用于作為方法返回類型的限定。例如：Box<? super Dog> 表示只接受 Dog 類型或其父類的 Box。

4.通配符和泛型有什么區(qū)別？

通配符和泛型都是 Java 泛型機(jī)制的重要概念。通配符主要用于限定泛型的類型范圍，可以靈活指定上限和下限，提高了泛型的適用性和靈活性。而泛型主要用于參數(shù)化類型，通過將具體類型替換為類型參數(shù)，在編譯時(shí)進(jìn)行類型安全的檢查。泛型可以提高代碼的可讀性和安全性，并避免類型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。

到此這篇關(guān)于一文帶你探索Java中的通配符與泛型的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java通配符與泛型內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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