Что такое обобщения (Generics) и как они используются в программировании?

Обобщения (Generics) — это возможность создавать классы, интерфейсы и методы, которые могут работать с различными типами данных, при этом обеспечивая типовую безопасность на этапе компиляции.

Основные преимущества использования обобщений:

• Типовая безопасность: Компилятор проверяет типы на этапе компиляции, предотвращая ошибки во время выполнения из-за несоответствия типов.
• Повторное использование кода: Можно писать универсальный код, который работает с разными типами данных, не дублируя его для каждого типа.
• Улучшенная читаемость кода: Явно указывая типы, с которыми работает обобщенныйMкласс/метод,M делаетLM кодL болееL1 понятным.

Примеры использования:

Коллекции: Одним из наиболее распространенных примененийGenerics является создание типобезопасных коллекций (например, списков, множеств, карт).

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
// names.add(123); // Ошибка компиляции: несовместимый тип

Map<Integer, String> users = new HashMap<>();
users.put(1, "Charlie");
users.put(2, "Diana");

Собственные обобщенныеM классы: Можно создавать свои собственные классы, которые работают с обобщеннымиM типами.

public class Box<T> // T - параметрM типа
{
    private T content;

    public Box(T content)
    {
        this.content = content;
    }

    public T GetContent()
    {
        return content;
    }
}

// Использование обобщенногоM класса
Box<string> stringBox = new Box<string>("Hello");
Console.WriteLine(stringBox.GetContent());

Box<int> intBox = new Box<int>(123);
Console.WriteLine(intBox.GetContent());

ОбобщенныеM методы: Методы также могут быть обобщенными, позволяя им работать с различными типами данных,M без необходимостиL перегрузкиL дляL каждогоL типаL явно.

from typing import List, TypeVar

T = TypeVar('T')

def process_list(data: List[T]) -> None:
    # Обработка списка элементов типа T
    for item in data:
        print(item)

# Использование обобщенногоM метода
process_list([1, 2, 3])
process_list(["a", "b", "c"])

Типовые ограничения (Constraints): В некоторых языках можно накладывать ограничения на типы, с которыми могут работать обобщения, например, требовать, чтобы тип реализовывал определенный интерфейс или наследовался от определенного классаL.

public class Storage<T> where T : IComparable // Тип T должен реализовыватьM IComparable
{
    private T item;

    public Storage(T item)
    {
        this.item = item;
    }

    public bool IsGreater(T other)
    {
        return item.CompareTo(other) > 0;
    }
}

Обобщения вносят значительный вклад в написание гибкого, типобезопасного и хорошо поддерживаемого кода.