提交Java泛型作业

2 months ago · 8958a9367e
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--- a/W8/Cache.java
+++ b/W8/Cache.java
@ -0,0 +1,64 @@
+import java.util.HashMap;
+import java.util.Map;
+
+public class Cache<K, V> {
+    // 底层用 HashMap 存储数据
+    private final Map<K, V> cacheMap;
+
+    public Cache() {
+        this.cacheMap = new HashMap<>();
+    }
+
+    // 存入缓存
+    public void put(K key, V value) {
+        cacheMap.put(key, value);
+    }
+
+    // 从缓存获取
+    public V get(K key) {
+        return cacheMap.get(key);
+    }
+
+    // 删除缓存
+    public void remove(K key) {
+        cacheMap.remove(key);
+    }
+
+    // 判断缓存是否包含某个 key
+    public boolean containsKey(K key) {
+        return cacheMap.containsKey(key);
+    }
+
+    // 清空缓存
+    public void clear() {
+        cacheMap.clear();
+    }
+
+    // 获取缓存大小
+    public int size() {
+        return cacheMap.size();
+    }
+
+    // 测试主方法
+    public static void main(String[] args) {
+        Cache<String, Integer> studentScoreCache = new Cache<>();
+
+        // 存入数据
+        studentScoreCache.put("张三", 90);
+        studentScoreCache.put("李四", 85);
+        studentScoreCache.put("王五", 95);
+
+        // 查询数据
+        System.out.println("张三的分数：" + studentScoreCache.get("张三"));
+        System.out.println("缓存大小：" + studentScoreCache.size());
+
+        // 删除数据
+        studentScoreCache.remove("李四");
+        System.out.println("删除李四后缓存大小：" + studentScoreCache.size());
+        System.out.println("是否包含李四？" + studentScoreCache.containsKey("李四"));
+
+        // 清空缓存
+        studentScoreCache.clear();
+        System.out.println("清空后缓存大小：" + studentScoreCache.size());
+    }
+}
--- a/W8/Java泛型擦除后如何通过反射获取泛型信息.txt
+++ b/W8/Java泛型擦除后如何通过反射获取泛型信息.txt
@ -0,0 +1,84 @@
+ 一、Java 泛型擦除的本质
+Java 的泛型是一种编译期语法糖，并非原生支持的语言特性。为了兼容 JDK 1.5 之前没有泛型的代码，编译器会在编译阶段执行类型擦除（Type Erasure）：
+
+1.  擦除泛型参数
+    所有泛型类型参数（如 `<T>`、`<K, V>`）会被替换为它们的上界类型：
+    - 未指定上界时，默认擦除为 `Object`。
+      例如 `List<String>` → 编译后变为 `List`，`add` 方法变成 `add(Object)`，`get` 方法返回 `Object`。
+    - 指定上界时，擦除为上界类型。
+      例如 `List<? extends Number>` → 编译后擦除为 `List<Number>`。
+
+2.  插入强制类型转换
+    为了保证代码在运行时的类型安全，编译器会在读取泛型元素的地方自动插入强制类型转换。
+    例如 `String s = list.get(0);` 编译后会变成 `String s = (String) list.get(0);`。
+
+核心结果：
+运行时 JVM 只能看到原始类型（如 `List`、`Map`），无法直接感知到 `String`、`Integer` 这类泛型参数信息。
+
+ 二、为什么还能通过反射获取部分泛型信息？
+虽然大部分泛型信息被擦除了，但有一部分结构级别的泛型信息会被编译器刻意保留，并写入 `.class` 字节码文件的 `Signature` 属性中。
+
+1. 哪些泛型信息会被保留？
+只有定义在类、接口、成员变量、方法签名上的泛型信息会被保留，具体包括：
+- 类/接口的父类/实现接口声明
+  例如 `public class MyList extends ArrayList<String>`，`ArrayList<String>` 这个带泛型的父类信息会被保留。
+- 类中成员变量（Field）的泛型类型
+  例如 `private List<Integer> scores;`，`List<Integer>` 的泛型信息会被保留。
+- 方法（Method）的参数类型与返回值类型
+  例如 `public List<String> getNames(List<String> ids)`，参数和返回值的泛型信息会被保留。
+
+ 2. 为什么这些信息会被保留？
+- 为了保证编译器的类型检查：IDE 和编译器需要这些信息来检查代码的类型安全。
+- 为了支持反射 API：JDK 设计了专门的反射接口来读取这些信息，保证框架（如 Spring、Jackson）能基于泛型做自动化处理。
+- 这些信息保存在字节码的 `Signature` 属性中，不会影响运行时的兼容性。
+
+ 三、通过反射获取泛型信息的步骤
+
+ 步骤 1：获取目标的反射元数据对象
+根据你要获取的泛型类型，先拿到对应的元数据对象：
+- 获取类/父类的泛型：拿到目标类的 `Class` 对象。
+- 获取成员变量的泛型：拿到目标变量的 `Field` 对象。
+- 获取方法参数/返回值的泛型：拿到目标方法的 `Method` 对象。
+
+ 步骤 2：调用 `getGenericXXX()` 方法获取带泛型的 `Type` 对象
+反射 API 提供了专门的方法，来读取字节码中保留的 `Signature` 信息，返回一个 `java.lang.reflect.Type` 对象（它是所有类型的通用接口）：
+- 父类：`Class.getGenericSuperclass()`
+- 实现接口：`Class.getGenericInterfaces()`
+- 成员变量类型：`Field.getGenericType()`
+- 方法返回值类型：`Method.getGenericReturnType()`
+- 方法参数类型：`Method.getGenericParameterTypes()`
+
+注意：这些方法和普通的 `getSuperclass()`、`getType()` 不同，后者返回的是擦除后的原始类型（如 `ArrayList`），而前者返回的是保留了泛型信息的 `Type` 对象。
+
+步骤 3：判断并解析 `ParameterizedType`（参数化类型）
+`Type` 是一个空接口，它的一个重要实现是 `ParameterizedType`，用来表示带泛型的参数化类型（如 `List<String>`、`Map<K, V>`）。
+
+你需要先判断获取到的 `Type` 是否是 `ParameterizedType` 实例：
+- 如果是，就可以调用它的核心方法 `getActualTypeArguments()`，这个方法会返回一个 `Type[]` 数组，里面就是定义时声明的真实泛型参数。
+- 数组里的每个元素，都对应着原始声明中的泛型参数（如 `List<String>` 会返回一个长度为 1 的数组，元素为 `String`；`Map<K, V>` 会返回长度为 2 的数组，分别为 `K` 和 `V`）。
+
+步骤 4：递归解析嵌套泛型（如 `List<List<String>>`）
+如果泛型本身还是一个参数化类型（如 `List<List<String>>`），`getActualTypeArguments()` 返回的 `Type` 仍然是一个 `ParameterizedType`，你可以重复步骤 3，递归解析嵌套的泛型信息。
+
+ 四、不同场景下的获取能力对比
+|               场景                |                                                    示例                                       | 能否通过反射获取泛型信息？ |                            原因                         |
+
+| 类继承的父类泛型        | `class A extends B<String>`                                                 | ✅ 能                                          | 信息保存在类的 `Signature` 属性中 |
+| 类实现的接口泛型        | `class C implements D<Integer>`                                         | ✅ 能                                         | 信息保存在类的 `Signature` 属性中 |
+| 成员变量的泛型            | `private List<String> list;`                                                     | ✅ 能                                          | 信息保存在字段的 `Signature` 属性中 |
+| 方法返回值的泛型        | `public List<String> getList()`                                               | ✅ 能                                          | 信息保存在方法的 `Signature` 属性中 |
+| 方法参数的泛型            | `public void setList(List<String> list)`                                  | ✅ 能                                          | 信息保存在方法的 `Signature` 属性中 |
+| 方法内局部变量的泛型 | `public void test() { List<String> l = new ArrayList<>(); }` | ❌ 不能                                      | 局部变量的泛型信息编译后完全擦除，无任何保留 |
+| 直接创建的泛型对象     | `new ArrayList<String>()`                                                      | ❌ 不能                                      | 仅在编译期有效，运行时没有任何元数据 |
+
+五、局限性与注意事项
+1.  只能获取定义时声明的泛型，无法获取运行时传入的类型
+    例如 `List<String> list = new ArrayList<>();`，反射无法知道 `list` 里存的是 `String`，只能知道 `list` 这个变量声明时的类型是 `List<String>`。
+2.  无法获取通配符泛型的具体类型
+    例如 `List<? extends Number>`，反射能知道它的上界是 `Number`，但无法知道运行时实际传入的具体子类型。
+3.  类型变量（如 `<T>`）的解析需要上下文
+    如果是未绑定的类型变量（如 `class Box<T>` 中的 `T`），反射只能获取到变量名，无法知道它的具体类型，除非它被绑定到了具体的类上（如 `class StringBox extends Box<String>`）。
+
+
+ 六、总结
+Java 泛型擦除后，运行时大部分泛型信息会被移除，但类、接口、成员变量、方法签名上声明的泛型信息会被保留在字节码的 `Signature` 属性中。通过反射 API 获取这些元数据，将其解析为 `ParameterizedType` 并调用 `getActualTypeArguments()`，即可读取对应的泛型信息；而方法内局部变量的泛型信息会被完全擦除，无法通过反射获取。
--- a/W8/Pair.java
+++ b/W8/Pair.java
@ -0,0 +1,47 @@
+public 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 void setKey(K key) {
+        this.key = key;
+    }
+
+    public V getValue() {
+        return value;
+    }
+
+    public void setValue(V value) {
+        this.value = value;
+    }
+
+    // swap 方法：交换 key 和 value
+    public Pair<V, K> swap() {
+        return new Pair<>(this.value, this.key);
+    }
+
+    @Override
+    public String toString() {
+        return "Pair{" +
+                "key=" + key +
+                ", value=" + value +
+                '}';
+    }
+
+    // 测试主方法
+    public static void main(String[] args) {
+        Pair<String, Integer> pair = new Pair<>("年龄", 20);
+        System.out.println("原对象：" + pair);
+
+        Pair<Integer, String> swapped = pair.swap();
+        System.out.println("交换后：" + swapped);
+    }
+}
--- a/W8/代码审查报告.md
+++ b/W8/代码审查报告.md
@ -0,0 +1,190 @@
+# 代码审查报告（Cache<K,V> 泛型缓存类）
+
+### 一、代码整体评价
+
+这段代码整体质量很高，实现了一个基于泛型的键值缓存，功能完整、结构清晰、符合 Java 编码规范，完全满足作业要求。
+
+#### 二、代码优点
+
+正确使用泛型 <K,V>泛型定义规范，支持任意类型的键值对，通用性强。
+
+封装性良好使用 private final Map<K,V> 存储数据，外部无法直接修改，保证数据安全。
+
+功能完整实现了缓存的核心操作：
+
+添加 put
+
+获取 get
+
+删除 remove
+
+判断存在 containsKey
+
+清空 clear
+
+获取大小 size
+
+代码简洁易读方法命名规范、注释清晰、逻辑直白，符合 Java 标准写法。
+
+自带测试方法main 方法提供完整测试用例，可直接运行验证功能。
+
+依赖合理基于 HashMap 实现，性能高效，适合缓存场景。
+
+### 三、代码存在的问题
+
+这些不是错误，只是不够规范：
+
+没有对 null 做安全处理
+
+允许存入 null 键 / 值
+
+获取时可能返回 null，外部使用容易空指针
+
+→ 建议增加非空校验
+
+线程不安全HashMap 是非线程安全的，多线程环境下会出现数据错误。
+
+没有最大容量限制无缓存上限，不断存入会导致内存占用过高。
+
+无过期策略真实缓存都有过期时间，当前代码数据永久保存。
+
+缺少 toString () 方法无法直接打印查看缓存内容，调试不方便。
+
+### 四、改进后的优化代码
+
+import java.util.HashMap;
+
+import java.util.Map;
+
+import java.util.Objects;
+
+
+
+public class Cache<K, V> {
+
+&#x20;   private final Map<K, V> cacheMap;
+
+
+
+&#x20;   public Cache() {
+
+&#x20;       this.cacheMap = new HashMap<>();
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 存入缓存（增加非空判断）
+
+&#x20;   public void put(K key, V value) {
+
+&#x20;       Objects.requireNonNull(key, "键不能为空");
+
+&#x20;       Objects.requireNonNull(value, "值不能为空");
+
+&#x20;       cacheMap.put(key, value);
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 获取缓存
+
+&#x20;   public V get(K key) {
+
+&#x20;       return cacheMap.get(key);
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 删除
+
+&#x20;   public void remove(K key) {
+
+&#x20;       cacheMap.remove(key);
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 是否包含
+
+&#x20;   public boolean containsKey(K key) {
+
+&#x20;       return cacheMap.containsKey(key);
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 清空
+
+&#x20;   public void clear() {
+
+&#x20;       cacheMap.clear();
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 大小
+
+&#x20;   public int size() {
+
+&#x20;       return cacheMap.size();
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 打印缓存内容
+
+&#x20;   @Override
+
+&#x20;   public String toString() {
+
+&#x20;       return "Cache{" + "data=" + cacheMap + '}';
+
+&#x20;   }
+
+
+
+&#x20;   // 测试
+
+&#x20;   public static void main(String\[] args) {
+
+&#x20;       Cache<String, Integer> studentScoreCache = new Cache<>();
+
+
+
+&#x20;       studentScoreCache.put("张三", 90);
+
+&#x20;       studentScoreCache.put("李四", 85);
+
+&#x20;       studentScoreCache.put("王五", 95);
+
+
+
+&#x20;       System.out.println(studentScoreCache);
+
+&#x20;       System.out.println("张三的分数：" + studentScoreCache.get("张三"));
+
+&#x20;       System.out.println("缓存大小：" + studentScoreCache.size());
+
+
+
+&#x20;       studentScoreCache.remove("李四");
+
+&#x20;       System.out.println("删除李四后：" + studentScoreCache);
+
+
+
+&#x20;       studentScoreCache.clear();
+
+&#x20;       System.out.println("清空后缓存大小：" + studentScoreCache.size());
+
+&#x20;   }
+
+}
+