深入了解Java中的泛型

# 1. 什么是泛型？

## 1.1 泛型的定义与作用

在Java中，泛型是一种参数化类型的概念，它使得代码更加通用并且可以在编译时提供更强的类型检查。通过泛型，我们可以编写出更加灵活、可重用的代码，同时也提高了代码的可读性和稳定性。泛型允许我们在类或方法中使用一个类型作为参数，这样我们就可以在使用类或方法时指定具体的类型。举个例子，我们可以创建一个泛型类，然后在实例化这个类的时候指定具体的类型，从而使得该类可以处理不同类型的数据。

## 1.2 泛型与类型安全性

泛型在Java中可以提供类型安全性，即在编译时就能够检测到类型不匹配的错误。这意味着可以避免在运行时出现类型转换错误，减少因为类型问题导致的程序崩溃的可能性。

## 1.3 泛型的好处与使用场景

泛型的好处包括提高代码的可读性、可维护性，减少重复代码的编写，以及提供更好的类型检查。泛型广泛应用于集合类、算法和数据结构库中，它使得这些类和方法可以更加通用和易用。

以上就是关于泛型的定义与作用，下面我们将深入学习Java中泛型的基本语法。

# 2. Java中泛型的基本语法

在Java中，泛型是一种强大的特性，可以使我们编写更加灵活、类型安全的代码。本章节将介绍Java中泛型的基本语法，包括泛型类与泛型方法、类型参数与通配符、以及泛型接口与泛型边界的使用。

### 2.1 泛型类与泛型方法

#### 泛型类
泛型类是指具有一个或多个类型参数的类。通过在类名后面使用尖括号<>来声明类型参数，从而实现类的泛型化。下面是一个简单的泛型类示例：

public class Box<T> {
    private T data;
    public Box(T data) {
        this.data = data;
    }
    public T getData() {
        return data;
    }
}

在上面的示例中，Box类使用了类型参数T，可以用来存储任意类型的数据。

#### 泛型方法
除了泛型类外，Java还支持泛型方法，即在方法声明中使用类型参数。下面是一个泛型方法的示例：

public <T> T getFirstElement(List<T> list) {
    if (list == null || list.isEmpty()) {
        return null;
    }
    return list.get(0);
}

在这个示例中，getFirstElement方法是一个泛型方法，它接收一个泛型列表并返回列表的第一个元素。

### 2.2 类型参数与通配符

#### 类型参数
类型参数用来指定泛型类或泛型方法中的类型，它可以是任意合法的标识符。例如，在Box<T>中，T就是一个类型参数。

#### 通配符
通配符用来表示未知类型，在泛型中通常使用通配符"?"来表示。通配符主要分为无界通配符"?"、上界通配符"<? extends T>"和下界通配符"<? super T>"。下面是一个通配符的示例：

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

在上面的示例中，printList方法接收一个未知类型的列表，并打印列表中的元素。

### 2.3 泛型接口与泛型边界

#### 泛型接口
与泛型类类似，Java还支持泛型接口。下面是一个泛型接口的示例：

public interface Processor<T> {
    void process(T target);
}

在这个示例中，Processor接口使用了类型参数T，可以用来定义操作目标对象的方法。

#### 泛型边界
泛型边界用来限制泛型类型的范围。上界通配符"<? extends T>"可以用来指定泛型类型必须是指定类型T或其子类。下面是一个泛型边界的示例：

public <T extends Number> void printNumberInfo(T number) {
    System.out.println("Number: " + number);
}

在上面的示例中，printNumberInfo方法接收一个类型为Number或其子类的参数。

通过本章节的学习，读者可以更加深入地了解Java中泛型的基本语法，包括泛型类、泛型方法、类型参数、通配符、泛型接口以及泛型边界等概念。在实际编程中，灵活运用泛型能够使代码更加健壮与可维护。

# 3. 泛型的通配符与上下界

在Java中，泛型通配符是一种特殊类型的通配符，用来表示不知道具体类型的情况下可以接受任何类型。通配符使用`?`表示，可以用在泛型类、泛型方法、泛型接口等地方。

#### 3.1 通配符的基本概念

通配符`?`表示未知类型，可以用在方法的参数、方法的返回值、集合等场景中，并且不会影响类型安全性。

下面是一个展示通配符使用的简单示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class WildcardExample {

    public static void printList(List<?> list) {
        for (Object element : list) {
            System.out.print(element + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> intList = new ArrayList<>();
        intList.add(1);
        intList.add(2);
        intList.add(3);

        List<String> strList = new ArrayList<>();
        strList.add("A");
        strList.add("B");
        strList.add("C");

        printList(intList);
        prin