Какие возможности предоставляет Generics в Java?

Generics в Java повышают безопасность типов кода, предотвращая ошибки времени выполнения, связанные с приведением типов. Основные возможности:

• Проверка типов на этапе компиляции: Компилятор проверяет правильность использования типов, указанных в Generics, что позволяет выявить ошибки до запуска программы.

  // Без Generics - возможна ClassCastException
  List list = new ArrayList();
  list.add("строка");
  list.add(123); // Добавление Integer
  String s = (String) list.get(1); // Ошибка выполнения
  
  // С Generics - ошибка компиляции
  List<String> stringList = new ArrayList<>();
  stringList.add("строка");
  // stringList.add(123); // Ошибка компиляции
  String str = stringList.get(0); // Безопасное получение
  

• Устранение приведений типов (type casting): Generics избавляют от необходимости явного приведения типов при получении элементов из коллекций или использовании параметризованных классов.

  // Без Generics
  List list = new ArrayList();
  list.add("Hello");
  String s = (String) list.get(0); // Явное приведение
  
  // С Generics
  List<String> stringList = new ArrayList<>();
  stringList.add("Hello");
  String str = stringList.get(0); // Приведение не требуется
  

• Реализация общего кода (Generics Methods, Generics Classes, Generics Interfaces): Позволяют создавать обобщенные алгоритмы и структуры данных, работающие с различными типами, не дублируя код.

  // Обобщенный метод для печати массива
  public static <T> void printArray(T[] array) {
      for (T element : array) {
          System.out.print(element + " ");
      }
      System.out.println();
  }
  
  // Обобщенный класс - пара значений
  class Pair<K, V> {
      private K key;
      private V value;
  
      public Pair(K key, V value) {
          this.key = key;
          this.value = value;
      }
  
      public K getKey() { return key; }
      public V getValue() { return value; }
  }
  

• Поддержка Wildcards: Позволяют определять гибкие ограничения на типы в параметризованных типах.

  • ? (Unbounded Wildcard): Любой тип.
  • ? extends T (Bounded Wildcard - Upper Bound): Тип должен быть T или его подтипом.
  • ? super T (Bounded Wildcard - Lower Bound): Тип должен быть T или его супертипом.

  // Метод принимающий список любого типа
  public static void processList(List<?> list) {
      // ...
  }
  
  // Метод принимающий список чисел или их подтипов
  public static void processNumbers(List<? extends Number> list) {
      // ...
  }
  
  // Метод принимающий список строк или их супертипов
  public static void addStrings(List<? super String> list) {
      list.add("новая строка");
  }
  

• Использование в Collections Framework: Все основные классы коллекций (List, Set, Map и др.) являются параметризованными, что делает работу с коллекциями типобезопасной и удобной.

Generics являются ключевым элементом современного Java, повышающим надежность и читаемость кода.