Java高频面试之SE-20

hello啊，各位观众姥爷们！！！本baby今天又来了！哈哈哈哈哈嗝

Java的泛型是什么？

Java 泛型（Generics） 是 Java 5 引入的一项重要特性，用于增强代码的类型安全性和重用性。泛型允许在定义类、接口和方法时使用类型参数，从而使代码更加通用且减少类型转换的需求。

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1. 泛型的基本概念

泛型的核心思想是 参数化类型，即在定义类、接口或方法时，使用一个或多个类型参数（通常用 T、E、K、V 等表示），在实际使用时再指定具体的类型。

示例：泛型类

// 定义一个泛型类
class Box<T> {
    private T value;

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

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

// 使用泛型类
Box<Integer> integerBox = new Box<>();
integerBox.setValue(123);
System.out.println(integerBox.getValue()); // 输出: 123

Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.setValue("Hello");
System.out.println(stringBox.getValue()); // 输出: Hello

• Box 是一个泛型类，T 是类型参数。
• 在使用时，Box 表示 T 被替换为 Integer，Box 表示 T 被替换为 String。

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2. 泛型的好处

• 类型安全：编译时检查类型，避免运行时类型转换错误。
• 代码重用：通过泛型可以编写通用的代码，适用于多种类型。
• 减少类型转换：无需手动进行类型转换，代码更简洁。

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3. 泛型的类型参数

• 单个类型参数：如 T。
• 多个类型参数：如 K 和 V（常用于键值对）。
• 命名约定：
  • T：类型（Type）
  • E：元素（Element）
  • K：键（Key）
  • V：值（Value）
  • N：数字（Number）

示例：多个类型参数

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; }
}

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

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4. 泛型方法

泛型方法是在方法级别使用类型参数，可以在普通类、泛型类或静态方法中定义。

示例：泛型方法

class Util {
    // 定义一个泛型方法
    public static <T> void printArray(T[] array) {
        for (T element : array) {
            System.out.print(element + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

// 使用泛型方法
Integer[] intArray = {1, 2, 3};
String[] strArray = {"A", "B", "C"};

Util.printArray(intArray); // 输出: 1 2 3
Util.printArray(strArray); // 输出: A B C

• 是方法的类型参数。
• 调用时，编译器会根据传入的参数类型自动推断 T 的具体类型。

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5. 泛型通配符

泛型通配符 ? 用于表示未知类型，通常用于方法参数中，以增强灵活性。

（1）无界通配符

表示任意类型。

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

（2）上界通配符

表示类型必须是 T 或其子类。

public double sumOfList(List<? extends Number> list) {
    double sum = 0.0;
    for (Number number : list) {
        sum += number.doubleValue();
    }
    return sum;
}

（3）下界通配符

表示类型必须是 T 或其父类。

public void addNumbers(List<? super Integer> list) {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        list.add(i);
    }
}

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6. 泛型的类型擦除

Java 的泛型是通过 类型擦除（Type Erasure） 实现的，即在编译时擦除类型参数，将其替换为 Object 或上界类型。

示例：类型擦除

class Box<T> {
    private T value;

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

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

// 编译后，Box 会被擦除为：
class Box {
    private Object value;

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

    public Object getValue() {
        return value;
    }
}

• 优点：兼容旧版本的 Java 代码。
• 缺点：无法在运行时获取泛型的实际类型。

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7. 泛型的限制

• 基本类型不能作为类型参数：如 Box 是非法的，必须使用包装类 Box。
• 无法创建泛型类型的实例：如 new T() 是非法的。
• 无法创建泛型数组：如 new T[10] 是非法的。

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8. 泛型的实际应用

• 集合框架：如 List、Map。
• 工具类：如 Collections.sort(List)。
• 自定义数据结构：如栈、队列、链表等。

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