1、泛型是什么？
1.1 泛型的定义
泛型（Generic）是 Java 5 引入的特性，本质是一种「类型参数化」技术—— 简单说，就是允许我们在定义类、接口、方法时，不直接指定具体的数据类型，而是用一个「类型占位符」（如 T、E、K、V）来代替，等到实际使用（创建对象、调用方法）时，再传入具体的类型（如 String、Integer）进行约束。
泛型的核心目标是让代码具备通用性，同时在编译期保证类型安全，避免类型转换异常。
1.2 为什么需要泛型
在泛型出现之前，java用Object来实现通用代码，但是存在两个致命的问题：类型不安全、需要频繁强制转换类型。
（1）无泛型示例
public class NoGenericDemo {
public static void main(String[] args) {
//无泛型list
List list = new ArrayList();
//可以添加任意类型数据
list.add("1");
list.add(true);
list.add(10);
//取数据时必须强制转换
String s = (String) list.get(0); //正常转换
Integer i = (Integer) list.get(2); //正常转换
String error = (String) list.get(1); //ClassCastException
}
}
代码存在的问题：
编译期间无法发现类型错误问题，只有运行时才会抛出ClassCastException（类型转换异常）；
必须手动强制转换，代码繁琐，效率低
（2）有泛型的解决方案
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
//定义泛型List，执行类型为String（编译期间约束，只能存储String类型数据）
List<String> list = new ArrayList<>();
// 只能添加String类型数据，其他类型编译会报错（类型安全）
list.add("1");
list.add("2");
//list.add(3); //编译会报错，不兼容的类型
/// 获取数据时，会自动进行类型转换
String s = list.get(0);
String s1 = list.get(1);
System.out.println(s);
}
}
泛型带来的核心价值：
编译期类型安全：限制容器 / 方法只能操作指定类型的数据，非法类型编译直接报错，避免运行时类型转换异常；
消除冗余的强制类型转换：编译器自动完成类型转换，代码更简洁、高效；
提升代码通用性：一套泛型代码可以适配多种具体类型，无需为每种类型编写重复代码。
2、泛型通配符
泛型通配符用 ? 表示，称为「未知类型通配符」，它的核心作用是：表示一个未知的泛型类型，用于灵活约束泛型的类型范围，解决泛型类型之间不兼容（无法向上向下转型）的问题。
先看一个泛型不兼容的痛点示例，理解通配符的必要性：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class WildcardNeedDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> stringList = new ArrayList<>();
List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
// 错误：List<String> 不能赋值给 List<Object>，泛型不支持直接向上转型
// List<Object> objectList = stringList;
// 需求：编写一个通用方法，能打印任意类型的 List 集合（String、Integer 等）
// 若无通配符，需要为每种类型编写重复方法，无法实现通用
printList(stringList);
printList(integerList);
}
// 使用通配符 ?，表示接收任意类型的 List 集合
public static void printList(List<?> list) {
for (Object obj : list) {
System.out.print(obj + " ");
}
System.out.println();
}
}
3、泛型限定符
泛型支持使用通配符 ? 表示 “任意类型”，并可以通过 extends 指定上限、super 指定下限，用于灵活约束泛型类型的范围。
<? extends T>：通配符上限，只能接受 T 及其子类类型，可以缩小范围；
<? super T>：通配符下限，只能接受 T 及其父类类型。
2.1限定符的使用
假设有如下三个类
class Animal {
public String toString(){
return "I am an animal";
}
}
class Dog extends Animal {
public String toString(){
return "I am a dog";
}
}
class Cat extends Animal {
public String toString(){
return "I am a cat";
}
}
class WhiteCat extends Cat{
public String toString(){
return "I am a white cat";
}
}
使用限定符extend实现一个MyArrayList类
class MyArrayList<E extends Cat>{
public void add(E e){
System.out.println(e);
}
}
当我们向MyArrayList中添加Dog元素时编译器会提示参数类型错误。
MyArrayList<Cat> list = new MyArrayList<>();
list.add(new Cat());
list.add(new WhiteCat());
//list.add(new Dog()); //类型不匹配
4、类型擦除（泛型的底层实现）
Java 泛型是编译期特性，在运行时会发生「类型擦除」—— 编译器在编译时会将泛型占位符（如 T、E）替换为其上限类型（默认是 Object，有指定上限则替换为上限类型），运行时 JVM 无法感知泛型类型的存在。
示例：编译后的泛型代码会被擦除
// 编译前的泛型代码
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
String str = list.get(0);
// 编译后的字节码（类型擦除后）
List list = new ArrayList();
list.add("Hello");
String str = (String) list.get(0); // 编译器自动添加强制类型转换
✏️Note
1、泛型中不同字母的使用场景？
1）语法功能层面：E 和 T 无区别，都是泛型占位符，编译器处理逻辑一致，可互相替换且不影响程序运行；
2）命名规范层面：E 专用于集合 / 容器的元素类型，T 是通用任意类型，遵循惯例可提升代码可读性；
❗注意
通配符只能用于「声明类型、方法参数」，不能用于「创建对象、类定义、方法返回值」
正确：List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>();
错误：new ArrayList<?>（无法创建通配符类型的对象）
错误：public class GenericClass<?>（类定义不能使用通配符，只能使用泛型占位符 T/E 等）
上界通配符「只读」，下界通配符「可写」，无界通配符「仅通用读取」
记住口诀：extends 取上限，只读不写；super 取下限，可写只读（Object）。
泛型占位符（T/E/K/V）与通配符（?）的区别
泛型占位符：是「类型参数」，用于定义泛型类 / 接口 / 方法，代表一个「确定的未知类型」，使用时需要指定具体类型；
通配符：是「类型通配」，用于使用泛型时，代表一个「不确定的未知类型」，直接用于约束类型范围，无需指定具体类型。
通配符不能嵌套使用
错误：List<? extends List<? extends Number>>（虽然编译可能通过，但可读性极差，不推荐）
解决方案：使用泛型占位符封装，提升可读性。