Generics

1. Vấn đề: viết code dùng chung cho nhiều kiểu

Không có generics, muốn viết một “hộp chứa” (box) dùng được cho mọi kiểu dữ liệu, phải dùng Object - mất đi tính an toàn kiểu (type safety), phải ép kiểu thủ công và dễ lỗi lúc chạy:

public class Box {
    private Object value;
    public void set(Object value) { this.value = value; }
    public Object get() { return value; }
}

Box box = new Box();
box.set("hello");
String s = (String) box.get(); // phải ép kiểu thủ công - dễ ClassCastException nếu sai

2. Generic class

Với generics, kiểu dữ liệu trở thành một tham số (thường ký hiệu T), kiểm tra kiểu ngay lúc biên dịch:

public class Box<T> { // T là tham số kiểu (type parameter)
    private T value;
    public void set(T value) { this.value = value; }
    public T get() { return value; }
}

Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.set("hello");
String s = stringBox.get(); // KHÔNG cần ép kiểu - trình biên dịch đã biết chắc là String

// stringBox.set(123); // LỖI BIÊN DỊCH! Box<String> chỉ chứa String

Thực ra bạn đã dùng generics từ trước khi biết tên nó - List<String>, Map<String, Integer> chính là các generic class có sẵn trong Java.

3. Generic method

Một phương thức riêng lẻ cũng có thể có tham số kiểu riêng, độc lập với kiểu của class chứa nó:

public class Utils {
    static <T> T firstElement(List<T> list) { // <T> khai báo tham số kiểu cho phương thức này
        return list.get(0);
    }
}

String first = Utils.firstElement(List.of("a", "b", "c")); // T được suy luận là String
Integer firstNum = Utils.firstElement(List.of(1, 2, 3));   // T được suy luận là Integer

4. Bounded type parameter - giới hạn kiểu

Có thể giới hạn T phải là kiểu con của một lớp/interface cụ thể bằng extends:

static <T extends Number> double sumAll(List<T> numbers) { // T phải là Number hoặc kiểu con của Number
    double total = 0;
    for (T n : numbers) {
        total += n.doubleValue();
    }
    return total;
}

System.out.println(sumAll(List.of(1, 2, 3)));       // OK - Integer là Number
System.out.println(sumAll(List.of(1.5, 2.5)));      // OK - Double là Number
// sumAll(List.of("a", "b")); // LỖI BIÊN DỊCH! String không phải Number

5. Wildcard ?

Khi chỉ cần đọc dữ liệu mà không quan tâm kiểu cụ thể, dùng ký hiệu đại diện ?:

static void printAll(List<?> list) { // chấp nhận List của BẤT KỲ kiểu nào
    for (Object item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

printAll(List.of(1, 2, 3));
printAll(List.of("a", "b", "c"));

Tổng kết

• Generics cho phép viết class/phương thức dùng chung cho nhiều kiểu mà vẫn kiểm tra kiểu lúc biên dịch
• class Box<T> khai báo tham số kiểu cho class; static <T> T method(...) khai báo cho riêng phương thức
• <T extends Number> giới hạn kiểu phải thuộc một nhánh kế thừa cụ thể
• List<?> (wildcard) dùng khi chỉ cần đọc, không quan tâm kiểu phần tử cụ thể