Java 泛型

泛型简介

• 定义：泛型（Generics）是 Java 提供的一种参数化类型机制，可以让类、接口、方法操作任意类型的数据
• 目的：
  • 编译时类型检查，提升类型安全
  • 消除强制类型转换
  • 代码复用，提高可读性和维护性

泛型基础

1. 泛型类

public class Box<T> {private T value;public void setValue(T value) {this.value = value;}public T getValue() {return value;}public static void main(String[] args) {Box<String> box = new Box<>();box.setValue("hello");System.out.println(box.getValue());}
}

2. 泛型接口

public interface Generator<T> {T next();
}public class StringGenerator implements Generator<String> {public String next() {return "Hello";}
}

3. 泛型方法

public class Util {public static <T> void printArray(T[] array) {for (T item : array) {System.out.println(item);}}
}// 使用
Util.printArray(new Integer[]{1, 2, 3});

泛型进阶

4. 通配符 ?

4.1 无限定通配符

List<?> 表示：这是一个元素类型未知的 List，它可以是任何类型的 List

public void printList(List<?> list) {for (Object obj : list) {System.out.println(obj);}
}

4.2 上界通配符 ? extends

表示参数是某个类或其子类（只读，不能添加元素，安全）

这时，list 可能是：

• List<Integer>
• List<Double>
• List<Number>

public void printNumberList(List<? extends Number> list) {for (Number n : list) {System.out.println(n);}
}

4.3 下界通配符 ? super

表示参数是某个类或其父类（可写，添加时安全）

public void addNumber(List<? super Integer> list) {list.add(1);list.add(2);
}

5. 通配符与泛型方法对比

• 通配符常用于方法参数
• 泛型方法常用于方法返回类型和参数之间建立类型关系

四、泛型的类型擦除

类型擦除原理

• Java 泛型是伪泛型，编译后会擦除泛型信息
• 类型擦除后：
  • 泛型类型变为 Object（或上限类型）
  • 插入强制类型转换
  • 不支持泛型数组、泛型的运行时反射

泛型擦除带来的限制

• 不能使用 instanceof 判断泛型类型
• 不能直接创建泛型数组
• 不能在静态方法、静态变量使用类的泛型参数

获取泛型类型的方式

public class Demo<T> {public Class<?> getGenericType() {Type type = getClass().getGenericSuperclass();if (type instanceof ParameterizedType) {Type[] actualTypes = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments();return (Class<?>) actualTypes[0];}return Object.class;}
}

泛型高级用法

泛型约束（限制类型范围）

public class Calculator<T extends Number> {public double add(T a, T b) {return a.doubleValue() + b.doubleValue();}
}

泛型接口的实现

public class MyList<T> implements List<T> {// 必须全部使用 T，而不能具体化为某个类型
}

泛型方法返回泛型类型

public static <T> T copy(T value) {return value;
}

多个泛型参数

public class Pair<K, V> {private K key;private V value;
}

泛型嵌套

Box<List<String>> box = new Box<>();

泛型的常见陷阱和注意点

• 不支持泛型数组：new T[] 错误
• 泛型信息在运行时会被擦除：List<String> 和 List<Integer> 是同一个类
• instanceof 时不能直接使用泛型
• 静态上下文不能使用泛型参数