Java Generics 如何實現類型安全

Java Generics 是一種編程語言特性，它允許在編譯時檢查類型安全并減少類型轉換的錯誤。類型安全意味著在使用泛型類或方法時，只能使用特定類型的參數，而不能使用不相關的類型。這有助于避免在運行時出現類型轉換異常。

以下是實現類型安全的一些關鍵方面：

1. 泛型類定義：使用尖括號（<>）定義泛型類，其中尖括號內的類型參數是占位符，表示任何類型。例如：

public class Box<T> {
    private T content;

    public void setContent(T content) {
        this.content = content;
    }

    public T getContent() {
        return content;
    }
}

在這個例子中，T 是一個類型參數，可以替換為任何類型，如 Integer、String 等。

2. 泛型方法定義：在方法返回類型之前，使用尖括號定義類型參數。例如：

public static <T> T add(T a, T b) {
    return a;
}

在這個例子中，<T> 表示這是一個泛型方法，T 可以替換為任何類型。

3. 類型參數約束：可以使用 extends 關鍵字為類型參數設置上界，以限制可以使用的類型。例如，只允許使用 Number 類或其子類的類型參數：

public class Box<T extends Number> {
    // ...
}

4. 有界類型：可以為泛型類型參數設置一個具體的類型，這稱為有界類型。例如，只允許使用 String 類型：

public class MyClass<T extends String> {
    // ...
}

5. 通配符（Wildcard）：使用問號（?）表示通配符，它可以匹配任何類型。通配符可以用于限制類型參數的范圍或提高代碼的靈活性。例如，使用 ? extends Number 表示類型參數是 Number 類或其子類：

public static <T extends Number> double sum(List<? extends T> list, int n) {
    // ...
}

6. 類型擦除：Java 泛型在編譯時進行類型檢查，但在運行時會被擦除。這意味著泛型信息不會保留在字節碼中，因此在運行時無法獲取泛型參數的具體類型。盡管如此，編譯器仍然會確保類型安全。

通過以上方法，Java Generics 能夠在編譯時捕獲許多類型錯誤，從而提高代碼的穩定性和可維護性。