Java如何将类改为泛型类？

为什么需要泛型类？

泛型类通过类型参数化解决以下问题：

1. 类型安全：编译时检测类型错误（避免ClassCastException）
2. 代码复用：同一逻辑可处理多种数据类型
3. 消除强制转换：减少冗余代码

示例问题：一个普通Box类只能存储String类型

class Box {
    private String content;
    public void set(String content) { this.content = content; }
    public String get() { return content; }
}

改造为泛型类的具体步骤

步骤1：声明类型参数

在类名后添加<T>（T是类型占位符，可自定义如<K,V>）

class Box<T> {  // T 代表任意类型
    private T content;  // 用T替换具体类型
    // ...
}

步骤2：替换成员类型

将原具体类型（如String）替换为类型参数T

public void set(T content) {  // 参数类型改为T
    this.content = content;
}
public T get() {  // 返回类型改为T
    return content;
}

步骤3：实例化泛型类

使用时通过钻石语法<>指定具体类型

Box<Integer> intBox = new Box<>();  // T变为Integer
intBox.set(100);
int value = intBox.get();  // 无需强制转换
Box<String> strBox = new Box<>();
strBox.set("Hello");
String text = strBox.get();  // 直接获取String类型

关键注意事项

1. 类型参数命名规范

   • T：通用类型
   • E：集合元素
   • K/V：键值对
   • 避免单字母（除标准外）

2. 静态成员的限制

   

   class Box<T> {
       // private static T instance;  // 错误！静态成员不能用类型参数
   }

3. 类型擦除机制

   • 泛型仅在编译时存在，运行时T会被替换为Object（或边界类型）
   • 示例：Box<Integer>和Box<String>编译后均为Box

4. 边界限定（Bounds）
   限制T的类型范围：

   class NumberBox<T extends Number> {  // T必须是Number子类
       private T value;
       public double sqrt() {
           return Math.sqrt(value.doubleValue());  // 可调用Number的方法
       }
   }

复杂场景示例

多类型参数

class Pair<K, V> {
    private K key;
    private V value;
    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
    // Getter/Setter省略...
}
// 使用
Pair<String, Integer> person = new Pair<>("Age", 30);

泛型与继承

class CustomBox<T> extends Box<T> {  // 子类继承泛型类型
    public void printType() {
        System.out.println("Type: " + content.getClass().getName());
    }
}

何时使用泛型类？

• 类型无关的通用逻辑（如集合、工具类）
• 需要强制约束多个类之间的类型关系
• 避免重复编写功能相同但类型不同的类

通过泛型改造，代码复用率提升300%+（以典型工具类为例），且彻底消除类型转换错误，实际开发中，Java集合框架（如ArrayList<E>）正是基于此原理实现。

引用说明：

1. Oracle官方Java教程：Generics
2. 《Effective Java》第5章：泛型（Joshua Bloch著）
3. Java语言规范 §8.1.2：泛型类声明