目錄
一、泛型的基本概念
為什么需要泛型？
二、泛型類與泛型接口
【1】定義泛型類
【2】定義泛型接口
三、泛型方法
四、泛型通配符
【1】無界通配符（?）
【2】上界通配符（? extends T）
【3】下界通配符（? super T）
五、類型擦除
六、泛型的最佳實踐
七、總結
????????泛型是 Java SE 5 引入的重要特性，它提供了編譯時類型安全檢測機制，允許在編譯時檢測到非法的類型轉換，從而提高代碼的安全性和可讀性。本文將全面解析 Java 泛型的核心概念、使用方法及高級特性。
一、泛型的基本概念
????????泛型（Generics）本質是參數化類型，即允許在定義類、接口和方法時使用類型參數，在使用時指定具體類型。這種機制使代碼可以應用于多種數據類型，同時保證類型安全。
為什么需要泛型？
在沒有泛型的情況下，我們需要使用強制類型轉換，這可能導致運行時錯誤：
// 無泛型的情況 List list = new ArrayList(); list.add("Hello"); String s = (String) list.get(0); // 需要強制轉換 list.add(100); // 可以添加整數 String s2 = (String) list.get(1); // 運行時拋出ClassCastException
使用泛型后：
// 有泛型的情況 List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Hello"); String s = list.get(0); // 無需強制轉換 list.add(100); // 編譯時直接報錯，避免運行時異常
二、泛型類與泛型接口
【1】定義泛型類
泛型類是在類定義時聲明了類型參數的類，語法格式如下：
public class Box<T> {private T value;public T getValue() {return value;}public void setValue(T value) {this.value = value;} }其中，
T是類型參數，可以是任意標識符，通常使用：
T：Type（類型）E：Element（元素）K：Key（鍵）V：Value（值）N：Number（數字）
使用泛型類：
Box<String> stringBox = new Box<>(); stringBox.setValue("Hello"); String str = stringBox.getValue();Box<Integer> intBox = new Box<>(); intBox.setValue(100); int num = intBox.getValue();
【2】定義泛型接口
泛型接口的定義與泛型類類似：
public interface Generator<T> {T generate(); }// 實現泛型接口 public class NumberGenerator implements Generator<Integer> {@Overridepublic Integer generate() {return new Random().nextInt();} }
三、泛型方法
泛型方法是在方法聲明中定義類型參數的方法，它可以在普通類或泛型類中定義：
public class GenericMethodExample {// 泛型方法public <T> T getFirstElement(List<T> list) {if (list != null && !list.isEmpty()) {return list.get(0);}return null;}// 使用泛型方法public static void main(String[] args) {GenericMethodExample example = new GenericMethodExample();List<String> strList = Arrays.asList("A", "B", "C");String firstStr = example.getFirstElement(strList);List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 2, 3);Integer firstInt = example.getFirstElement(intList);} }
靜態方法無法訪問類的類型參數，因此靜態泛型方法必須自己聲明類型參數：
public class StaticGenericMethod {// 靜態泛型方法public static <T> void printElement(T element) {System.out.println(element);} }
四、泛型通配符
泛型通配符用于表示未知類型，主要有三種形式：
【1】無界通配符（?）
表示可以是任意類型：
public void printList(List<?> list) {for (Object obj : list) {System.out.println(obj);} }
【2】上界通配符（? extends T）
表示只能是 T 類型或 T 的子類：
// 只能處理Number及其子類（Integer, Double等） public double sum(List<? extends Number> numbers) {double sum = 0;for (Number num : numbers) {sum += num.doubleValue();}return sum; }
【3】下界通配符（? super T）
表示只能是 T 類型或 T 的父類：
// 可以添加Integer及其父類類型的元素 public void addNumbers(List<? super Integer> list) {list.add(1);list.add(2);list.add(new Integer(3)); }
五、類型擦除
????????Java 泛型采用類型擦除（Type Erasure）實現，即在編譯時檢查泛型類型，然后將泛型信息擦除，生成的字節碼中不包含泛型類型信息。
類型擦除規則：
- 若指定了泛型上界，則擦除為相應的上界類型
- 若未指定上界，則擦除為 Object 類型
類型擦除帶來的限制：
- 不能使用new T
()創建泛型實例- 不能使用T.class獲取 Class 對象
- 不能使用泛型數組new?T
[]- 不能在靜態環境中使用類的泛型參數
六、泛型的最佳實踐
- 始終使用具體的泛型類型，避免使用原始類型（如 List 而非 List<?>）
- 優先使用泛型方法而非泛型類，減少泛型范圍
- 合理選擇通配符類型：
- 讀取數據時使用上界通配符（? extends T）
- 寫入數據時使用下界通配符（? super T）
- 避免過度泛型化，不要為簡單場景引入復雜的泛型結構
- 使用 @SuppressWarnings ("unchecked")?注解抑制必要的 unchecked 警告
七、總結
????????泛型是 Java 中提高代碼復用性和類型安全性的重要機制，通過參數化類型實現了通用代碼與具體類型的解耦。掌握泛型的使用不僅能夠寫出更優雅、更安全的代碼，也是理解 Java 集合框架等核心 API 的基礎。
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