Java泛型编程：泛型类、泛型方法

# 1. 引言

## 1.1 什么是Java泛型

Java泛型是一种在编译时进行类型检查并在运行时擦除类型信息的机制，使得代码更加具有通用性和安全性。

## 1.2 泛型的作用及优势

泛型可以帮助程序员在编写代码时指定类、接口和方法等对象的类型，减少类型转换错误，提高代码的可读性和可维护性。

## 1.3 为什么需要泛型编程

泛型编程可以使代码更加灵活和通用，提高代码的复用性，减少代码冗余，同时也能在编译时检测到类型不匹配的错误，减少在运行时出现的异常情况。

# 2. 泛型类

### 2.1 泛型类的定义与声明

在Java中，泛型类指的是具有一个或多个类型参数的类。我们可以使用类型参数来创建泛型类，以便在类中使用任意数据类型。下面是一个简单的泛型类的定义示例：

public class Box<T> {
    private T value;

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

在上面的示例中，`Box` 类是一个泛型类，使用了类型参数 `T`。这意味着在创建 `Box` 类的实例时，可以指定具体的数据类型，例如 `Box<Integer>` 或 `Box<String>`。

### 2.2 类型参数的限定和通配符

泛型类中的类型参数可以使用限定来约束其类型范围，以确保在泛型类中使用的类型满足一定条件。比如，我们可以使用`extends`关键字来指定类型参数必须是某个类的子类，或实现了某个接口。另外，通配符 `?` 也是泛型类中常用的概念，用于表示未知类型。

### 2.3 泛型类的实例化与使用

泛型类的实例化时需要指定具体的数据类型，例如：

Box<Integer> integerBox = new Box<>();
integerBox.setValue(10);
System.out.println("Integer Value: " + integerBox.getValue());

在上面的示例中，我们创建了一个 `Box` 类的泛型实例 `integerBox`，并将整数值 10 设置到泛型对象中。然后我们获取该值并打印输出。

### 2.4 泛型类的类型推断与类型擦除

在泛型类的实例化时，Java会进行类型推断，尽量让程序员在使用泛型类时省略类型参数的具体指定，提高代码的简洁性。此外，Java中的泛型是通过类型擦除来实现的，在编译后会将泛型类型擦除为原始类型，这也是Java泛型的局限之一。

以上就是关于泛型类的基本概念和使用方法的介绍。在下一章节，我们将深入探讨Java泛型编程的另一个重要概念——泛型方法。

# 3. 泛型方法

在Java编程中，泛型方法是一种在方法中使用泛型类型参数的方式，可以使方法具有更广泛的适用性和灵活性。接下来我们将深入探讨泛型方法的基本语法、与泛型类的区别、类型参数和实际应用场景。

#### 3.1 泛型方法的基本语法

泛型方法的声明方式是在返回类型前使用尖括号（<>）来声明类型参数，可以有多个类型参数，用逗号隔开。例如：

public <T> T displayValue(T value) {
    System.out.println("Value: " + value);
    return value;
}

在上面的例子中，`<T>` 表示这是一个泛型方法，`T` 是类型参数，方法接受一个泛型类型的参数并返回相同类型的值。

#### 3.2 泛型方法与泛型类的区别

泛型方法与泛型类相似，但泛型方法是在方法级别上使用泛型，而泛型类是在类级别上使用泛型。泛型方法可以声明在普通类、泛型类或接口中，并且不一定要与类的泛型参数相同。

#### 3.3 泛型方法中的类型参数

在泛型方法中，类型参数可以是任意标识符，用于表示方法中