泛型
概念
泛型是 Java 5 引入的一个新特性，它提供了编译时类型安全检测机制，允许在定义类、接口和方法时使用类型参数。通过使用泛型，我们可以编写更加通用、类型安全且可复用的代码，避免了在运行时进行类型转换所带来的风险。
作用
- 类型安全：泛型可以在编译时检查类型，确保类型的一致性。例如，当你使用 List 时，编译器会阻止你向列表中添加非 String 类型的元素。
- 消除强制类型转换：使用泛型可以避免在代码中进行大量的强制类型转换，使代码更加简洁和易读。
- 代码复用：通过泛型，我们可以编写通用的类和方法，这些类和方法可以处理不同类型的数据，提高了代码的复用性。
示例代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class GenericExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个存储 String 类型的列表List<String> stringList = new ArrayList<>();stringList.add("hello");stringList.add("world");// 由于使用了泛型，编译器会自动进行类型检查，确保只能添加 String 类型的元素// stringList.add(123); // 这行代码会在编译时出错// 遍历列表，无需进行强制类型转换for (String str : stringList) {System.out.println(str);}}
}
在这个示例中，List 明确指定了列表中存储的元素类型为 String，这样在编译时就可以进行类型检查，避免了在运行时出现 ClassCastException 异常。
泛型类和泛型方法
- 泛型类：在类的定义中使用类型参数，例如
class Box<T> { private T value; ... }。 - 泛型方法：在方法的定义中使用类型参数，例如
public <T> T getFirstElement(List<T> list) { ... }。
反射
概念
反射是 Java 提供的一种强大的机制，它允许程序在运行时动态地获取类的信息，包括类的属性、方法、构造函数等，并且可以在运行时调用这些属性和方法。反射机制使得 Java 具有了更高的灵活性和可扩展性。
作用
- 动态加载类：在运行时根据需要加载类，而不是在编译时就确定要加载的类。
- 动态创建对象：通过反射可以在运行时创建对象，而不需要在代码中显式地使用 new 关键字。
- 动态调用方法和访问属性：可以在运行时调用对象的方法和访问对象的属性，而不需要在编译时就确定要调用的方法和访问的属性。
示例代码
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;public class ReflectionExample {public static void main(String[] args) throws Exception {// 获取类的 Class 对象Class<?> clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");// 创建对象Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();Object obj = constructor.newInstance();// 调用方法Method addMethod = clazz.getMethod("add", Object.class);addMethod.invoke(obj, "element");Method sizeMethod = clazz.getMethod("size");int size = (int) sizeMethod.invoke(obj);System.out.println("List size: " + size);}
}
在这个示例中，使用反射机制完成了以下操作：
- 通过
Class.forName方法动态加载java.util.ArrayList类。 - 使用
Constructor对象创建ArrayList类的实例。 - 使用
Method对象调用ArrayList类的add方法和size方法。
反射的优缺点
- 优点：提供了高度的灵活性和可扩展性，使得程序可以在运行时动态地处理类和对象。
- 缺点：反射会带来一定的性能开销，因为它需要在运行时进行类的查找、方法的调用等操作。同时，反射也会破坏类的封装性，因为它可以访问和修改类的私有成员。
泛型和反射的结合使用
在某些情况下，泛型和反射可以结合使用，以实现更加复杂的功能。例如，在编写通用的工具类时，我们可以使用泛型来处理不同类型的数据，同时使用反射来动态地获取和操作这些数据的属性和方法。
import java.lang.reflect.Field;public class GenericReflectionExample {public static <T> void printFields(T obj) {Class<?> clazz = obj.getClass();Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {field.setAccessible(true);try {System.out.println(field.getName() + ": " + field.get(obj));} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) {Person person = new Person("John", 30);printFields(person);}
}class Person {private String name;private int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}
}
在这个示例中，printFields 方法是一个泛型方法，它可以接受任意类型的对象。在方法内部，我们使用反射机制获取对象的所有字段，并打印出字段的名称和值。
