Java 泛型与元编程的关系

泛型和元编程是 java 中用于创建灵活且可重用代码的强大工具：泛型允许使用参数化类型，增强类型安全性，并消除原始类型需求。元编程通过反射操作代码，使其可在运行时确定泛型信息并实现抽象。实战中，泛型和元编程结合可创建通用filter方法，无需为各种情况创建特定代码。

Java 泛型与元编程的关系

泛型和元编程是 Java 中强大的工具，它们可以帮助开发人员构建更灵活和可重用的代码。

泛型

泛型允许开发人员使用参数化类型来创建类、接口和方法，这些类型可以与任何类型的数据一起使用。这消除了对原始类型（如 Object）的需求，并增强了类型安全性。

例如，一个泛型 List：

public class CustomList<T> {
    private List<T> items;
    
    public void addItem(T item) {
        items.add(item);
    }
}

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此 List 可以在不指定具体类型的情况下用于存储任何类型的对象。

元编程

元编程是指在运行时操作代码或程序的能力。Java 中的反射允许开发人员检查和修改类、方法和字段的信息。

例如，我们可以使用反射来获取 CustomList 类的类型参数：

Class<CustomList<String>> listClass = CustomList.class;
TypeVariable<?>[] typeParams = listClass.getTypeParameters();
System.out.println(typeParams[0].getName()); // 输出 "T"

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关系

泛型和元编程紧密相关，因为泛型信息在元编程中可用。开发人员可以利用反射动态地确定泛型参数，从而实现更高级别的抽象。

例如，我们可以使用反射创建类型参数为特定类型的 CustomList 实例：

CustomList<String> stringList =
        (CustomList<String>) listClass.getDeclaredConstructor().newInstance();

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实战案例

现在，我们来展示一个使用泛型和元编程的实战案例。假设我们有一个接口，该接口定义了一个filter方法，用于过滤一个集合并返回新集合：

public interface Filter<T> {
    boolean test(T item);
}

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我们可以使用泛型和元编程来创建通用的filter方法，该方法可以使用任何过滤器来过滤任何集合：

public static <T> List<T> filter(List<T> items, Filter<T> filter) {
    List<T> filteredItems = new ArrayList<>();
    for (T item : items) {
        if (filter.test(item)) {
            filteredItems.add(item);
        }
    }
    return filteredItems;
}

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现在，我们可以使用此方法来过滤不同类型的集合和过滤器：

List<Integer> numbers = filter(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5),
        item -> item % 2 == 0);

List<String> strings = filter(Arrays.asList("apple", "banana", "cherry"),
        item -> item.startsWith("b"));

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通过使用泛型和元编程，我们实现了通用的解决方案，该解决方案可以在各种情况下进行过滤，而无需为每种情况创建特定的代码。

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