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Java 有界和无界类型指南

在Java中，有界类型和无界类型是泛型的重要构成部分。理解它们的使用，可以帮助你更好地设计和实现灵活的通用类和方法。本文将逐步指导你如何实现Java中的有界和无界类型。

实现流程

以下是实现Java有界和无界类型的步骤：

步骤	描述
1	创建一个无界泛型类
2	创建一个有界泛型类
3	使用无界泛型类实现方法
4	使用有界泛型类实现方法
5	测试类的功能

接下来，我们将逐步完成每一个步骤。

步骤 1: 创建一个无界泛型类

首先，我们需要定义一个无界泛型类。无界泛型类可以接受任何类型的对象。

// 定义一个无界泛型类 Box
public class Box<T> {
    private T item;

    // 设置项目
    public void setItem(T item) {
        this.item = item;
    }

    // 获取项目
    public T getItem() {
        return item;
    }
}

上述代码定义了一个名为Box的泛型类，类型参数T代表任何对象类型。

步骤 2: 创建一个有界泛型类

有界泛型类限制了泛型类型的范围。我们可以通过extends关键字限制类型。

// 定义一个有界泛型类 NumberBox，限制类型为Number及其子类
public class NumberBox<T extends Number> {
    private T number;

    // 设置数字
    public void setNumber(T number) {
        this.number = number;
    }

    // 获取数字
    public T getNumber() {
        return number;
    }
}

这里的NumberBox只允许Number类及其子类作为类型参数。

步骤 3: 使用无界泛型类实现方法

我们可以创建实例并测试无界泛型类。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建无界泛型类Box的实例
        Box<String> stringBox = new Box<>();
        stringBox.setItem("Hello, World!"); // 设置字符串
        System.out.println(stringBox.getItem()); // 获取并打印字符串
    }
}

在这里，我们创建了Box的实例，并将一个字符串存储进去，最后打印出来。

步骤 4: 使用有界泛型类实现方法

接下来，我们使用有界泛型类来存储数字。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建有界泛型类NumberBox的实例
        NumberBox<Integer> integerBox = new NumberBox<>();
        integerBox.setNumber(10); // 设置整数
        System.out.println(integerBox.getNumber()); // 获取并打印整数

        NumberBox<Double> doubleBox = new NumberBox<>();
        doubleBox.setNumber(3.14); // 设置浮点数
        System.out.println(doubleBox.getNumber()); // 获取并打印浮点数
    }
}

在这一部分，我们定义了NumberBox的两个实例：一个是整数类型，一个是浮点数类型，演示了有界泛型的灵活性。

步骤 5: 测试类的功能

现在我们可以运行整个程序，验证无界和有界泛型类的工作是否正常。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试无界泛型类
        Box<String> stringBox = new Box<>();
        stringBox.setItem("Hello, World!");
        System.out.println(stringBox.getItem());

        // 测试有界泛型类
        NumberBox<Integer> integerBox = new NumberBox<>();
        integerBox.setNumber(10);
        System.out.println(integerBox.getNumber());

        NumberBox<Double> doubleBox = new NumberBox<>();
        doubleBox.setNumber(3.14);
        System.out.println(doubleBox.getNumber());
    }
}

运行该程序时，你应该能看到输出以下内容：

Hello, World!
10
3.14

代码和逻辑流程图示

为了帮助理解，以下是整个操作流程的序列图：

sequenceDiagram
    participant C as Client
    participant B as Box<T>
    participant N as NumberBox<T>

    C->>B: setItem("Hello, World!")
    B->>C: getItem()
    C->>N: setNumber(10)
    N->>C: getNumber()
    C->>N: setNumber(3.14)
    N->>C: getNumber()