Java泛型：编写更通用、灵活的代码

# 第一章节：简介

## 1.1 什么是Java泛型
Java泛型是Java编程语言中的一个重要特性，它允许在编译时指定代码的参数类型，从而提高代码的灵活性和重用性。通过使用泛型，我们可以实现类型的参数化，并在需要的时候指定具体的类型，从而使代码具有更强的类型安全性。

## 1.2 泛型的优势和用途
泛型的主要优势在于允许编写更通用的代码，可以避免强制类型转换和运行时错误。它可以帮助我们更好地设计和实现集合类、算法、接口等，并且使代码更具可读性和可维护性。

泛型的主要用途包括：
- 集合类中的元素类型安全
- 自定义数据结构、算法、容器等的设计与实现
- 接口和继承中的类型约束
- 提供编译时类型检查和类型推断的特性

通过使用泛型，我们可以在编译时检查类型错误，并提供更好的编码体验和代码质量。

# 第二章节：基本概念

## 2.1 泛型类和泛型方法的定义
在Java中，我们可以定义泛型类和泛型方法来使用泛型。泛型类是指在类的声明中使用类型参数，从而可以在实例化对象时指定具体的类型。泛型方法是指在方法的声明中使用类型参数，从而可以在调用时指定具体的类型。

具体的定义方式如下：

// 泛型类的定义
class MyClass<T> {
    private T value;

    public MyClass(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

// 泛型方法的定义
public <T> T myMethod(T param) {
    return param;
}

## 2.2 泛型参数的限定和通配符
在泛型中，我们可以对泛型参数进行限定，以确保参数满足特定的条件。限定可以是类、接口或具体的类型，通过使用关键字 extends 或 super 来限定类型的范围。

通配符（Wildcard）是一种特殊的泛型参数，它可以用来表示任意类型。通配符使用问号（?）来表示，可以用于声明变量、方法参数或返回类型。通配符一般和上界限定符 extends 或下界限定符 super 结合使用，以实现对类型的限制。

具体的限定和通配符使用方式如下：

// 泛型参数的限定
class MyClass<T extends Number> { // 泛型参数必须是Number类或其子类
    // ...
}

// 通配符的使用
public void myMethod(List<? extends Number> list) { // 接收任意类型的Number集合
    // ...
}

## 2.3 类型推断和自动装箱拆箱
Java编译器具有类型推断的能力，即在一些上下文中可以根据上下文信息推断出泛型的具体类型，从而省略一部分类型的声明。类型推断能够简化代码，并提高代码的可读性。

Java中的基本类型和对应的包装类之间存在自动装箱和拆箱的功能。自动装箱是指基本类型自动转换为包装类，而自动拆箱是指包装类自动转换为基本类型。这些操作在使用泛型时非常常见，可以方便地进行类型转换。

具体的类型推断和自动装箱拆箱示例代码如下：

List<String> list = new ArrayList<>(); // 类型推断，省略了类型声明
int num = 10;
Integer integer = num; // 自动装箱
int newNum = integer; // 自动拆箱

### 3. 泛型类的使用

在前面的章节中，我们已经学习了泛型的基本概念和使用方法。接下来，我们将重点介绍泛型类的使用，包括定义和实例化泛型类、类型参数的传递和具体化，以及类型边界的设置和限制。

#### 3.1 泛型类的定义和实例化

泛型类是指具有一个或多个类型参数的类。通过使用类型参数，我们可以在定义类的时候对其属性和方法的参数和返回值的类型进行通用化，从而提高代码的重用性和灵活性。

下面是一个简单的泛型类的示例：

public class MyGenericClass<T> {
    private T value;

    public MyGenericClass(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }

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

在上面的示例中，我们通过 `<T>` 来定义了一个类型参数，并在类的属性和方法中使用了该类型参数。类型参数 `T` 可以代表任意的类型，比如整数、字符串、对象等。

在实例化泛型类的时候，我们可以指定具体的类型作为类型参数，也可以留空，让编译器根据实例化时传入的参数类型来自动推断。例如：

MyGenericClass<Integer> intObj = new MyGenericClass<>(10);
MyGenericClass<String> strObj = new MyGenericClass<>("Hello");

上面的代码分别实例化了一个存储整数类型的泛型类对象和一个存储字符串类型的泛型类对象。

#### 3.2 类型参数的传递和具体化

泛型类可以有多个类型参数，并且这些类型参数可以在类的属性和方法中相互传递和引用。

下面是一个示例，演示了如何在泛型类中传递和具体化类型参数：

public class Pair<K, V> {
    private K key;
    private V value;

    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    public K getKey() {
        return key;
    }

    public V getValue() {
        return value;
    }

    public void setKey(K key) {