Java 泛型深度解析：类型安全、擦除机制与通配符实战

泛型让类型成为参数，实现编译期类型安全、消除强转、代码复用。Java 泛型采用类型擦除实现，运行期泛型信息被擦除为原始类型。

泛型方法

类型参数声明在返回类型前：<E> void printArray(E[] arr)。调用时编译器推断类型。

public static  void printArray(E[] arr) {
    for (E e : arr) System.out.printf("%s ", e);
    System.out.println();
}

Integer[] ints = {1,2,3}; printArray(ints);  // 推断 E=Integer
String[] strs = {"A","B"};  printArray(strs); // 推断 E=String

有界类型参数

<T extends Comparable<T>> 限制 T 必须实现 Comparable，保证可比较。

public static > T max(T a, T b, T c) {
    T m = a;
    if (b.compareTo(m) > 0) m = b;
    if (c.compareTo(m) > 0) m = c;
    return m;
}
max(3, 4, 5);        // 5
max(6.6, 8.8, 7.7);  // 8.8
max("pear","apple","orange"); // pear (字典序)

多重界限：<T extends A & B & C>（A 为类，其余为接口，类必须在首位）。

泛型类

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

Box intBox = new Box<>();
intBox.set(100);
Integer i = intBox.get(); // 无需强转

类型擦除与影响

1. 泛型类型编译后变为原始类型（Box<T> → Box）
2. 运行期无法区分 List 和 List
3. 不能：new T()、T[] arr = new T[10]、instanceof T、基本类型作类型参数
4. 桥接方法：编译器自动生成桥接方法保证多态

擦除导致的问题与对策

// 问题：不能 new T[]
// 对策1：传入 Class 或数组
public  T[] toArray(T[] a) { ... }

// 问题：不能 instanceof List
// 对策：检查原始类型后强转（需开发者保证）
if (obj instanceof List) {
    List list = (List) obj; // 未检查警告
}

通配符

PECS 原则

Producer Extends, Consumer Super

• 只从集合**读取**（生产者） → ? extends T
• 只向集合**写入**（消费者） → ? super T
• 既读又写 → 无通配符（精确类型）

// 生产者：复制源到目标
public static  void copy(List dest, List src) {
    for (T t : src) dest.add(t);
}

泛型最佳实践

1. 优先用泛型方法/类，消除非受检警告
2. API 设计遵循 PECS，灵活性最大化
3. 避免原始类型，除非兼容遗留代码
4. 文档化类型参数约束（如 @param must implement Comparable）
5. 可变参数泛型方法加 @SafeVarargs 抑制堆污染警告
6. 泛型数组创建用 Array.newInstance 或列表转数组