先说结论

泛型把“类型是否正确”的检查提前到编译期，减少强制类型转换，也让容器和算法可以复用。List<String> 明确表达列表只能保存字符串，读取元素时不再需要手动转换。

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Java");
String name = names.get(0);

泛型类与泛型方法

泛型类的类型参数作用于整个实例；泛型方法在返回值前单独声明类型参数，它与类是否为泛型无关。

class Box<T> {
    private T value;
    void set(T value) { this.value = value; }
    T get() { return value; }
}

static <T> T first(List<T> list) {
    return list.get(0);
}

类型擦除

Java 泛型主要在编译期工作。编译后，未指定上界的 T 通常被擦除为 Object，指定了上界则擦除为上界类型；编译器会插入必要的类型转换和桥接方法。

这带来几个限制：

  • 不能直接 new T()，因为运行时不知道 T 的具体类型。
  • 不能创建 new T[10]。
  • 不能使用 obj instanceof List<String>。
  • List<String> 和 List<Integer> 运行时通常是同一个 Class。

为什么泛型是不变的

即使 Integer 是 Number 的子类，List<Integer> 也不是 List<Number> 的子类。否则便可以通过 List<Number> 向其中放入 Double，破坏原列表的类型安全。

extends 与 super

? extends T 表示某个未知的 T 子类型，适合读取；? super T 表示某个未知的 T 父类型，适合写入。记忆规则是 PECS：Producer Extends，Consumer Super。

double sum(List<? extends Number> values) {
    double result = 0;
    for (Number value : values) result += value.doubleValue();
    return result;
}

void addDefaults(List<? super Integer> values) {
    values.add(0);
    values.add(1);
}

对于 List<? extends Number>，可以安全读取为 Number，但不能写入具体数字；对于 List<? super Integer>，可以写入 Integer，读取时只能确定为 Object。

容易混淆的地方

  1. 泛型擦除不等于运行时完全没有类型信息，字段和方法签名的泛型信息仍可通过反射读取。
  2. 泛型数组危险是因为数组协变且运行时检查元素类型，而泛型在编译期擦除。
  3. 静态成员属于类，不能直接使用类级别的类型参数。
  4. 原始类型 List 会绕过部分编译期检查，应避免使用。

常见问题

追问：为什么不能 new T() 或 new T[]？

擦除后运行时不知道 T 的确切类型，无法选择构造器或创建带正确运行时元素类型的数组。可传入 Class<T>、工厂函数，或使用集合替代泛型数组。

追问：? 和 T 有什么区别？

T 是可在同一声明中多次关联的命名类型参数；? 表示某个未知类型，适合表达使用边界，但不能把两处独立通配符假定为同一类型。