Java 泛型：理解和应用

public class IntList {

    private int[] arr;		// 只能存储整数类型的数据
    private int size;

    public IntList() {
        arr = new int[10];
        size = 0;
    }

    public void add(int value) {
        arr[size++] = value;
    }

    public int get(int index) {
        return arr[index];
    }

    public int size() {
        return size;
    }

    public static void main(String[] args) {
        IntList list = new IntList();

        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);

        int value = list.get(1);  // 需要显式进行类型转换
        System.out.println(value);  // 输出: 2
    }
}

public class ObjectList {
    private Object[] arr;
    private int size;

    public ObjectList() {
        arr = new Object[10];
        size = 0;
    }

    public void add(Object value) {
        arr[size++] = value;
    }

    public Object get(int index) {
        return arr[index];
    }

    public int size() {
        return size;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 示例使用
        ObjectList list = new ObjectList();
        list.add(1);
        list.add("Hello");
        list.add(true);

        int intValue = (int) list.get(0);  // 需要显式进行类型转换
        String stringValue = (String) list.get(1);  // 需要显式进行类型转换
        boolean boolValue = (boolean) list.get(2);  // 需要显式进行类型转换
    }
}

public class GenericList<T> {

    private T[] arr;
    private int size;

    public GenericList() {
        arr = (T[]) new Object[10];  // 创建泛型数组的方式
        size = 0;
    }

    public void add(T value) {
        arr[size++] = value;
    }

    public T get(int index) {
        return arr[index];
    }

    public int size() {
        return size;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 存储 Integer 类型的 List
        GenericList<Integer> intList = new GenericList<>();
        intList.add(1);
        intList.add(2);
        intList.add(3);

        int value = intList.get(1);  // 不需要进行类型转换
        System.out.println(value);  // 输出: 2

        // 存储 String 类型的 List
        GenericList<String> stringList = new GenericList<>();
        stringList.add("Hello");
        stringList.add("World");

        String str = stringList.get(0); // 不需要进行类型转换
        System.out.println(str); // 输出: Hello
    }
}

class Tuple<T1, T2> {
    private T1 first;
    private T2 second;

    public Tuple(T1 first, T2 second) {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }

    public T1 getFirst() {
        return first;
    }

    public T2 getSecond() {
        return second;
    }
}

public class TupleExample {

    public static void main(String[] args) {
        Tuple<String, Integer> person = new Tuple<>("Tom", 18);
        System.out.println("Name: " + person.getFirst());
        System.out.println("Age: " + person.getSecond());

        Tuple<String, Double> product = new Tuple<>("Apple", 2.99);
        System.out.println("Product: " + product.getFirst());
        System.out.println("Price: " + product.getSecond());
    }
}

public class Tuple2<T1, T2, T3> extends Tuple<T1, T2>{

    private T3 t3;

    public Tuple2(T1 first, T2 second, T3 t3) {
        super(first, second);
        this.t3 = t3;
    }
}

public class Tuple3<T1, T2, T3, T4> extends Tuple2<T1, T2, T3> {

    private T4 t4;

    public Tuple3(T1 first, T2 second, T3 t3) {
        super(first, second, t3);
    }
}

// 定义一个泛型接口
interface Container<T> {
    void add(T item);
    T get(int index);
}

// 实现泛型接口
public class ListContainer<T> implements Container<T> {

    private List<T> list;

    public ListContainer() {
        this.list = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void add(T item) {
        list.add(item);
    }

    @Override
    public T get(int index) {
        return list.get(index);
    }

    public static void main(String[] args) {
		// 示例使用
        Container<String> container = new ListContainer<>();
        container.add("Apple");
        container.add("Banana");
        container.add("Orange");

        String fruit1 = container.get(0);
        String fruit2 = container.get(1);
        String fruit3 = container.get(2);

        System.out.println(fruit1);  // 输出: Apple
        System.out.println(fruit2);  // 输出: Banana
        System.out.println(fruit3);  // 输出: Orange
    }
}

public class GenericMethodExample {
    // 带返回值的泛型方法
    public static <T> T getFirstElement(T[] array) {
        if (array != null && array.length > 0) {
            return array[0];
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer[] intArray = {1, 2, 3, 4, 5};
        String[] strings = {"Hello", "World"};

        System.out.println("First element in intArray: " + getFirstElement(intArray));
        System.out.println("First element in strings: " + getFirstElement(strings));
    }
}

public class GenericMethodExample {
    // 带返回值的泛型方法，接受变长参数列表
    public static <T> List<T> createList(T... elements) {
        List<T> list = new ArrayList<>();
        for (T element : elements) {
            list.add(element);
        }
        return list;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<String> stringList = createList("Apple", "Banana", "Orange");
        List<Integer> intList = createList(1, 2, 3, 4, 5);

        System.out.println("String List: " + stringList);    // 输出: String List: [Apple, Banana, Orange]
        System.out.println("Integer List: " + intList);      // 输出: Integer List: [1, 2, 3, 4, 5]
    }
}

public class GenericErasureExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个 String 类型的集合
        List<String> stringList = new ArrayList<>();
        stringList.add("Hello");
        stringList.add("World");

        // 定义一个 Integer 类型的集合
        List<Integer> intList = new ArrayList<>();
        intList.add(10);
        intList.add(20);

        // 你无法通过反射获取泛型的类型参数，因为泛型信息会在编译时被擦除
        System.out.println(stringList.getClass());   // 输出: class java.util.ArrayList
        System.out.println(intList.getClass());      // 输出: class java.util.ArrayList

        // 原本不同的类型，输出结果却相等
        System.out.println(stringList.getClass() == intList.getClass());    // 输出: true

        // 使用原始类型List，可以绕过编译器的类型检查，但会导致类型转换错误
        List rawList = stringList;
        rawList.add(30); // 添加了一个整数，导致类型转换错误

        // 从rawList中取出元素时，会导致类型转换错误
        String str = stringList.get(0);  // 类型转换错误，尝试将整数转换为字符串
    }
}

public class ArrayMaker<T> {

    private Class<T> kind;

    public ArrayMaker(Class<T> kind) {
        this.kind = kind;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] create(int size) {
        return (T[]) java.lang.reflect.Array.newInstance(kind, size);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ArrayMaker<String> stringMaker = new ArrayMaker<>(String.class);
        String[] stringArray = stringMaker.create(10);
        System.out.println(Arrays.toString(stringArray));
    }
}

[null, null, null, null, null, null, null, null, null, null]

public class MyExtendsClass<T extends Number> {
    
    public static void main(String[] args) {
        MyExtendsClass<Integer> integerMyExtendsClass = new MyExtendsClass<>();  // 可以，因为 Integer 是 Number 的子类
        MyExtendsClass<Double> doubleMyExtendsClass = new MyExtendsClass<>();   // 可以，因为 Double 是 Number 的子类
//        MyClass<String> myStringClass = new MyClass<>(); // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类
    }
}

public void doSomething(List<? extends Number> list) {
    Number number = list.get(0); // 可以读取
//        list.add(3); // 编译错误，不能写入
}

    public void addToMyList(List<? super Number> list) {
        Object o1 = new Object();
        list.add(3);  // 可以，因为 Integer 是 Number 的子类
        list.add(3.14); // 可以，因为 Double 是 Number 的子类
//      list.add("String");     // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类
    }

public void doSomething(List<? super Integer> list) {
    list.add(3);        // 类型符合，可以写入
//  Integer number = list.get(0);     // 编译错误，不能读取具体类型
    Object o = list.get(0);     // 可以读取 Object
}

public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
    for (T t : src) {
        dest.add(t);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    List<Object> objectList = new ArrayList<>();
    List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3);

    copy(objectList, integerList);

    System.out.println(objectList);     // [1, 2, 3]
}

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

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> li = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    List<String> ls = Arrays.asList("one", "two", "three");
    printList(li);
    printList(ls);
}

public static void printListObject(List<Object> list) {
    for (Object obj : list)
        System.out.println(obj);
}

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

public static void main(String[] args) {
    List<String> stringList = Arrays.asList("Hello", "World");

    printListWildcard(stringList); // 有效
    // printListObject(stringList); // 编译错误
}