Java构造泛型类

引言

在Java中，泛型是一种广泛应用的特性，它提供了编写类型安全和可重用代码的能力。泛型类允许我们在类的定义中使用类型参数，以便在实例化时指定具体的类型。本文将介绍Java中构造泛型类的概念、用法和示例代码。

泛型类概述

泛型类是具有一个或多个类型参数的类。这些类型参数可以在类的定义中使用，作为类中字段、方法参数和返回值类型的占位符。通过使用泛型类，我们可以编写更通用和灵活的代码，并提高代码的可读性和可维护性。

泛型类可以在实例化时指定类型参数，从而创建特定类型的对象。这种类型安全的机制可以在编译时检查类型的一致性，并提供更好的代码重用性。

构造泛型类的语法

构造泛型类的语法格式如下：

public class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
  // 类的成员和方法
}

在上述语法中，T1, T2, ..., Tn 是类型参数的占位符，可以是任何合法的Java标识符。这些类型参数可以在类的定义中使用，就像普通的类名一样。

泛型类示例

让我们通过一个示例来更好地理解构造泛型类的概念。假设我们要实现一个简单的泛型栈类，可以存储任意类型的元素。

首先，我们定义一个泛型栈类：

public class Stack<T> {
  private List<T> elements;

  public Stack() {
    elements = new ArrayList<>();
  }

  public void push(T element) {
    elements.add(element);
  }

  public T pop() {
    if (elements.isEmpty()) {
      throw new NoSuchElementException("Stack is empty");
    }
    return elements.remove(elements.size() - 1);
  }

  public boolean isEmpty() {
    return elements.isEmpty();
  }
}

在上述示例中，我们使用类型参数T作为栈中元素的类型。elements字段是一个泛型列表，用于存储栈的元素。我们还定义了push()、pop()和isEmpty()方法来操作栈的元素。

接下来，我们可以实例化具体类型的栈对象。例如，我们可以创建一个存储整数的栈对象：

Stack<Integer> intStack = new Stack<>();
intStack.push(1);
intStack.push(2);
intStack.push(3);
System.out.println(intStack.pop()); // 输出：3
System.out.println(intStack.pop()); // 输出：2

在上述示例中，我们使用Stack<Integer>来指定整数类型的栈对象。使用push()方法将整数元素添加到栈中，然后使用pop()方法弹出栈顶元素。

同样地，我们也可以创建其他类型的栈对象，例如存储字符串的栈：

Stack<String> stringStack = new Stack<>();
stringStack.push("Hello");
stringStack.push("World");
System.out.println(stringStack.pop()); // 输出：World
System.out.println(stringStack.pop()); // 输出：Hello

在上述示例中，我们使用Stack<String>来指定字符串类型的栈对象。使用push()方法将字符串元素添加到栈中，然后使用pop()方法弹出栈顶元素。

通过使用泛型类，我们可以在编译时检查类型的一致性，并在运行时获得类型安全性。

泛型类的类型边界

在某些情况下，我们可能希望对泛型类的类型参数施加一些限制。Java提供了类型边界的概念，用于定义类型参数的限制条件。

类型边界可以是类、接口或类型参数自身。我们可以使用extends关键字来定义类型边界。例如，假设我们希望定义一个泛型类，其中类型参数必须是Number类的子类：

public class NumberStack<T extends Number> {
  private List<T> elements;

  // 构造方法和其他方法
}

在上述示例中，我们使用