java 泛型

泛型是 Java 5 引入 的语法，核心作用：编译期类型检查、避免强制类型转换、代码复用、类型安全。

一、为什么需要泛型？（痛点）

没有泛型时，集合默认存 Object，取出必须强转，极易报 ClassCastException：

// 无泛型：不安全、需强转
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Java");
String str = (String) list.get(0); // 强制转换

泛型限定只能存指定类型，编译就报错，运行更安全。

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二、基本语法

1. 泛型集合（最常用）

格式：容器<类型>

// 只能存放 String，无需强转
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 菱形语法 <> Java7+
list.add("泛型");
String s = list.get(0); // 直接取值，不用强转

2. 泛型标记约定（行业习惯）

• <T>：Type 任意类型（最常用）
• <E>：Element 集合元素
• <K>：Key 键
• <V>：Value 值
• <N>：Number 数字类型

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三、1. 泛型类

在类名后定义泛型，整个类可用该类型。

// 定义泛型类
public class Box<T> {
    private T data;

    public T getData() {
        return data;
    }
    public void setData(T data) {
        this.data = data;
    }
}

// 使用
Box<String> box1 = new Box<>();
box1.setData("字符串");

Box<Integer> box2 = new Box<>();
box2.setData(100);

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四、2. 泛型方法

方法独立定义泛型 ，优先级高于类泛型，格式：<T> 返回值 方法名()

public class GenericDemo {
    // 泛型方法
    public static <T> void print(T t) {
        System.out.println(t);
    }

    public static void main(String[] args) {
        print("Java");
        print(666);
        print(true);
    }
}

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五、3. 泛型接口

接口上定义泛型，实现类必须指定类型或继续保留泛型。

// 泛型接口
public interface IGeneric<T> {
    T getInfo();
}

// 方式1：实现类明确指定类型
class Impl1 implements IGeneric<String> {
    @Override
    public String getInfo() {
        return "指定字符串类型";
    }
}

// 方式2：实现类继续保留泛型
class Impl2<T> implements IGeneric<T> {
    @Override
    public T getInfo() {
        return null;
    }
}

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六、通配符 ?（重点）

? 代表任意未知类型，多用于方法参数。

1. 无界通配符 <?>

匹配任意类型 ，只能读、不能写（除了 null）。

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

2. 上界通配符 <? extends 父类>

限定：只能是该类 或 它的子类

规则：可读，不可写

// 只接收 Number 及子类(Integer、Double、Long)
public static void test(List<? extends Number> list) {}

3. 下界通配符 <? super 子类>

限定：只能是该类 或 它的父类

规则：可写，可读只能用 Object

// 只接收 Integer 及父类(Number、Object)
public static void test(List<? super Integer> list) {}

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七、泛型边界 & 擦除（面试高频）

1. 泛型上限（限定类型范围）

// T 只能是 Animal 或其子类
public class AnimalBox<T extends Animal> {}

2. 类型擦除（Java 泛型本质）

Java 泛型是伪泛型：

• 编译阶段生效，运行时泛型信息会被擦除
• List<String> 和 List<Integer> 运行时都是 List<Object>
• 因此不能用泛型做重载判断、不能创建泛型数组、基本类型不能作泛型

// 错误：编译认为两个方法签名一样，泛型被擦除
public void fun(List<String> list){}
public void fun(List<Integer> list){}

3. 泛型不支持基本类型

必须用包装类 ：

✅ List<Integer>

❌ List<int>

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八、泛型继承规则

List<String> 不是 List<Object> 的子类！

List<String> strList = new ArrayList<>();
List<Object> objList = strList; // 编译报错

原因：防止类型污染。

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九、总结速记

1. 作用：类型安全、免强转、代码复用
2. 三类用法：泛型类、泛型方法、泛型接口
3. 通配符：
   • <?> 任意类型
   • <? extends T> 上界（子类）
   • <? super T> 下界（父类）
4. 底层：类型擦除，运行无泛型信息
5. 禁忌：不能用基本类型、不能基于泛型重载、慎用泛型数组