Java 中非泛型与泛型集合

2025年5月13日 | 阅读 4 分钟

通过 Java 集合,开发人员获得了一个强大的工具集,可以帮助他们在 Java 编程环境中高效地维护和操作对象组。Java 集合分别充当非泛型集合和泛型集合。

Java 5 中引入泛型为集合带来了重大进步,提高了类型安全、性能和可重用性。在本节中,我们将讨论 Java 中的非泛型和泛型集合

Java 集合

在 Java 中,集合是存储多个元素对象单元(组)。Java 集合可以实现我们在数据上执行的所有操作,例如搜索、排序、插入、操作删除

Java 集合框架提供了各种接口(如 Set、List、Queue、Deque)和类(ArrayList、Vector、LinkedListPriorityQueue、HashSet、LinkedHashSet、TreeSet)来管理动态对象存储功能。

在 Java 中,泛型作为一种解决方案来解决这些问题,它允许开发人员在开发时定义集合元素类型。此更新中实现的增强功能提供了改进的编译时类型分析,从而减少了运行时失败并提高了代码维护能力。阅读更多

在 Java 中,集合有两种类型:非泛型泛型

什么是无泛型集合?

无泛型集合允许存储任何类型的对象,因为它们不受特定数据类型的限制。它可以存储任何类型的对象。这种方法在 Java 5 之前被广泛使用。例如,ArrayList list = new ArrayList();

无泛型集合 Java 程序

输出

 
Hello   

无泛型集合的缺点

  • 类型安全问题:由于集合存储任何类型的对象,可能会在运行时发生类型不匹配错误。如果将一个整数存储在一个 String 列表中,可能会发生 ClassCastException。
  • 需要显式转换:每次检索对象时都需要显式转换,这会增加代码的复杂性。
  • 易出错的代码:开发人员可能会意外添加错误类型的对象,导致难以调试的问题。

什么是泛型集合?

泛型集合允许定义集合将存储的特定类型。泛型于 Java 5 引入,可确保类型安全,无需显式转换,并提高代码可读性。

泛型集合在 Java 5 中引入。它们是类型安全的,并允许我们在一对尖括号(<>)中指定它们将存储的对象类型。例如,ArrayList<String>、HashMap<Integer, String> 等。

泛型集合 Java 程序

输出

 
Hello   

泛型集合的优点

  • 类型安全:只能添加指定类型的对象,防止意外插入错误数据。
  • 无需显式转换:由于类型已定义,因此检索的元素不需要显式转换。
  • 编译时检查:与类型相关的错误在编译时被捕获,而不是在运行时。
  • 代码可读性和可维护性:泛型使代码更简洁,更易于维护。

用例和最佳实践

何时使用无泛型集合?

尽管推荐使用泛型,但在极少数情况下,无泛型集合仍然有用,例如:

  • 遗留代码库:如果处理的是 Java 5 之前的代码,将其修改为使用泛型可能并不总是可行的。
  • 存储异构数据的集合:如果集合需要存储多种类型的对象,则泛型可能不适合。

何时使用泛型集合?

在现代 Java 应用程序中定义集合时,始终优先使用泛型,以确保类型安全和更好的代码可维护性。

在编写需要处理不同泛型类型的方法时,使用通配符(? extends 和 ? super)。

使用通配符的泛型示例

输出

 
1  
2  
3  
1.1  
2.2  
3.3     

要点

  1. 您应该始终选择泛型集合而不是无泛型集合,因为它们提供更好的类型安全和可维护性。
  2. 当开发人员使用通配符类型(? extends 和 ? super)时,泛型方法会变得更加适应。
  3. 只有在必须支持遗留系统和异构数据存储编译的情况下,才可以使用无泛型集合。
  4. 泛型的采用使开发人员能够编写安全、高效且可读的 Java 程序,同时在运行时执行之前识别出与类型相关的错误。

非泛型集合与泛型集合之间的区别

特性无泛型集合泛型集合
语法TreeSet ts = new TreeSet();LinkedList<ReferenceType> list= new LinkedList<ReferenceType>();
类型安全不类型安全类型安全
类型转换检索时需要不需要
错误检测在运行时在编译时
代码清晰度不清晰更具可读性和可维护性
性能可能涉及转换开销更高效

结论

通过添加泛型集合,Java 在类型安全性、处理效率和文本清晰度方面取得了实质性改进。Java 5 之前主要使用无泛型集合,但开发人员现在避免使用它们,因为类型安全问题、显式转换和运行时错误仍然是它们的主要缺点。

现代 Java 开发将泛型集合作为最佳实践,因为它们能够进行编译时类型检查、提高可维护性并改善性能结果。Java 开发人员需要清晰地理解这些集合类型,因为它会影响应用程序的质量和效率。