Java泛型详解：类型变量、方法应用与通配符规则

Java泛型是Java语言中的一项强大特性，它引入了类型参数的概念，用于在编译期间进行类型安全的检查，从而避免了早期版本中的类型转换异常。泛型的主要目标是提升代码的可读性、健壮性和重用性。 1. **概念与类型变量**: 泛型使用字母（通常是大写字母）如T、S、U作为类型变量，它们代表编译器在编译时未知的具体类型。这些类型变量在编译阶段起到占位符的作用，运行时会被具体的类型所替换。类型变量的使用有助于防止因类型不匹配导致的运行时错误。在使用时，需要为类型变量指定具体的类型，如`List<String>`或`Map<Integer, String>`。 2. **方法泛型应用**: 方法上使用泛型是在方法声明中使用<>来包含类型参数。例如，`public <T, S, U> U f(T t, S s)`，这里的T、S和U分别表示方法的输入参数和返回值类型。方法体内的变量和操作都将遵循指定的类型参数。在调用时，类型参数会根据实参的实际类型自动推断，但返回类型通常与参数类型保持一致。 3. **类泛型实例化**: 类上使用泛型是在类名后加上<>，如`List<T> list`。这意味着`list`的所有成员（变量和方法）都将是T类型。类的实例化时，可以根据需要指定具体类型，如`List<String> myList = new ArrayList<>();`。同时，当一个类继承泛型类时，子类可以继续指定自己的泛型类型，但不能直接将子类型赋值给父类型，如`List<Object> list = new ArrayList<Integer>();`是不允许的。 4. **通配符（Wildcards）**: 通配符`?`用于表示未知或未指定的类型。`List<?> list`表明list可以存储任何类型的元素。然而，在创建列表对象时仍需指定具体类型。通配符常用于参数类型为泛型类的方法，允许接收不同类型的列表。例如，`void f(List<?> list)`可以接受所有类型的List。 5. **类型限制（Extends和Super）**: `? extends Number`和`? super Integer`是泛型通配符的类型限制，前者表示传入的类型必须是Number的子类，后者表示必须是Integer的父类。在方法参数或类泛型定义中使用这些限制可以进一步指定接受的类型范围。`extends`关键字可以在泛型中双向使用，而`super`仅限于类型参数的上下文。 6. **注意点**: - Java没有泛型数组，只能用集合框架（如List、Set、Map）来替代。 - 泛型在编译时提供安全性，但运行时会擦除类型参数，使得代码看起来非类型化，这有利于提高代码的灵活性。 Java泛型是一种强大的编程工具，通过在编译阶段检查类型兼容性，帮助开发者写出更安全、更灵活的代码。理解并熟练运用泛型能够显著提升代码质量和开发效率。