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《泛型:代码界的“套娃大师”》

导语
程序员小明最近疯狂迷恋俄罗斯套娃,
甚至试图用List<Object>
装下整个宇宙!
结果代码里满是ClassCastException

直到一位泛型大师飘然而至:“施主,套娃,不是这样玩的……”
且看本期《Java套娃艺术》——“一层一层,套住Bug的灵魂!”


第一幕:套娃的由来——泛型是啥?

剧情
从前,Java世界里只有Object
这一种“万能套娃”:

    List 套娃 = new ArrayList();  
    套娃.add("字符串");  
    套娃.add(996);  // 啥都能装,但取出时……  
    String 内容 = (String)套娃.get(1);  // ClassCastException! 

    惨案
    996
    想伪装成String
    ,结果当场现形,程序崩溃!

    泛型大师登场
    “套娃,必须同一家族(类型一致)!”

      List<String> 正经套娃 = new ArrayList<>();  
      正经套娃.add("字符串");  
      正经套娃.add(996);  // 编译报错!
        

      真言
      泛型是编译器的“安检员”,把类型不符的Bug掐死在摇篮里!


      第二幕:套娃的开光仪式——定义泛型

      青铜段位:类级套娃

        class 套娃大师<T> {  
            private T 核心;  
            public void 塞入(T 核心) {  
                this.核心 = 核心;  
            }  
            public T 取出() {  
                return 核心;  
            }  
        }  
        // 开光用法  
        套娃大师<String> 字符串套娃 = new 套娃大师<>();  
        字符串套娃.塞入("hello");  
        Integer 非法内容 = 字符串套娃.取出();  // 编译报错!  

        奥义
        T
        是类型占位符,用啥类型开光,就得塞啥类型!


        黄金段位:方法级套娃

          // 独立套娃法  
          public <T> T 万能克隆(T 原物) {  
              return 原物;  // 假装深拷贝(实际是浅拷贝,别学!)  
          }  
          // 使用  
          String 克隆字符串 = 万能克隆("hello");  
          Integer 克隆数字 = 万能克隆(996);   

          精髓
          方法自己带泛型参数,灵活如变色龙!


          王者段位:通配符套中套

            // 接受任何套娃的套娃(但只能读不能写)  
            public void 遍历套娃(List<?> 套娃们) {  
                for (Object 套娃 : 套娃们) {  
                    System.out.println(套娃);  
                }  
            }  
            // 高级玩法:有界通配符  
            public void 遍历数字套娃(List<? extends Number> 数字套娃们) {  
                数字套娃们.forEach(System.out::println);  
            }  

            禁忌
            ? extends T
            是“只读套娃”,? super T
            是“只写套娃”——
            乱写乱读会触发编译器の愤怒!


            第三幕:套娃的妙用——从青铜到王者

            青铜:告别强制转换

              // 泛型前:痛!  
              List list = new ArrayList();  
              list.add("hello");  
              String s = (String) list.get(0);  
              // 泛型后:爽!  
              List<String> list = new ArrayList<>();  
              list.add("hello");  
              String s = list.get(0);  // 自动拆套娃! 

              黄金:通用数据结构

                class 通用盒子<T> {  
                    private T 内容;  
                    // Getter/Setter...  
                }  
                // 用法  
                通用盒子<Integer> 钱箱 = new 通用盒子<>();  
                钱箱.set内容(1000000);  // 做梦!
                  

                王者:类型安全集合

                  Map<StringList<Integer>> 复杂套娃 = new HashMap<>();  
                  复杂套娃.put("工资"Arrays.asList(300030002500));  
                  // 编译器:键是String,值是Integer列表,别想糊弄我!  



                  第四幕:套娃的禁忌——不要作死!

                  禁忌一:裸奔套娃(原始类型)

                    List 裸奔套娃 = new ArrayList<String>();  
                    裸奔套娃.add(996);  // 编译放过,运行爆炸!  

                    警告
                    用了泛型就别裸奔,否则ClassCastException
                    虽迟但到!

                    禁忌二:套娃成精(类型擦除)

                      List<String> 字符串套娃 = new ArrayList<>();  
                      List<Integer> 数字套娃 = new ArrayList<>();  
                      System.out.println(字符串套娃.getClass() == 数字套娃.getClass());  // 输出true! 

                      真相
                      泛型在运行时被擦除,套娃外壳消失,只剩List
                      本体——
                      这就是“伪套娃”的终极秘密!

                      禁忌三:套娃跨界(非法转型)

                        List<String> 字符串套娃 = new ArrayList<>();  
                        List<Object> 对象套娃 = (List<Object>)字符串套娃;  // 编译报错!

                        哲学
                        String套娃
                        Object套娃
                        的儿子,但List<String>
                        不是List<Object>
                        的儿子!
                        (协变?逆变?下回分解!)


                        终极大招:套娃的艺术

                        1. 明确边界:用extends
                          super
                          约束套娃类型,防止“套娃越狱”。

                        2. 避免复杂嵌套Map<List<Map<String, Object>>, Set<?>>
                          这种套娃,佛祖看了都头疼!

                        3. 活用工具:IDE的泛型推断和类型提示,比算命先生还准!


                        互动话题
                        你在项目中用过哪些“骚套娃操作”?
                        List<? extends 老板>
                        还是Map<需求, Deadline>

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                        (下期预告:《集合框架:ArrayList vs LinkedList,谁才是真·扛把子?》)


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