Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。
假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？
答案是可以使用 Java 泛型。
使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。
泛型方法
你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。
下面是定义泛型方法的规则：
- 所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的<E>）。
- 每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
- 类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
- 泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。
实例
下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同字符串的元素：
public class GenericMethodTest
{
// 泛型方法 printArray
public static < E > void printArray( E[] inputArray )
{
// 输出数组元素
for ( E element : inputArray ){
System.out.printf( "%s ", element );
}
System.out.println();
}
public static void main( String args[] )
{
// 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };
System.out.println( "整型数组元素为:" );
printArray( intArray ); // 传递一个整型数组
System.out.println( "\n双精度型数组元素为:" );
printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组
System.out.println( "\n字符型数组元素为:" );
printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
}
}编译以上代码，运行结果如下所示：
整型数组元素为: 1 2 3 4 5 双精度型数组元素为: 1.1 2.2 3.3 4.4 字符型数组元素为: H E L L O
有界的类型参数:
可能有时候，你会想限制那些被允许传递到一个类型参数的类型种类范围。例如，一个操作数字的方法可能只希望接受Number或者Number子类的实例。这就是有界类型参数的目的。
要声明一个有界的类型参数，首先列出类型参数的名称，后跟extends关键字，最后紧跟它的上界。
实例
下面的例子演示了"extends"如何使用在一般意义上的意思"extends"（类）或者"implements"（接口）。该例子中的泛型方法返回三个可比较对象的最大值。
public class MaximumTest
{
// 比较三个值并返回最大值
public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z)
{
T max = x; // 假设x是初始最大值
if ( y.compareTo( max ) > 0 ){
max = y; //y 更大
}
if ( z.compareTo( max ) > 0 ){
max = z; // 现在 z 更大
}
return max; // 返回最大对象
}
public static void main( String args[] )
{
System.out.printf( "%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d\n\n",
3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );
System.out.printf( "%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f\n\n",
6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );
System.out.printf( "%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n","pear",
"apple", "orange", maximum( "pear", "apple", "orange" ) );
}
}编译以上代码，运行结果如下所示：
3, 4 和 5 中最大的数为 5 6.6, 8.8 和 7.7 中最大的数为 8.8 pear, apple 和 orange 中最大的数为 pear
泛型类
泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。
和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。
实例
如下实例演示了我们如何定义一个泛型类:
实例
public class Box<T> {
private T t;
public void add(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
public static void main(String[] args) {
Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
Box<String> stringBox = new Box<String>();
integerBox.add(new Integer(10));
stringBox.add(new String("菜鸟教程"));
System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
}
}编译以上代码，运行结果如下所示：
整型值为 :10 字符串为 :菜鸟教程
类型通配符
1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。
实例
import java.util.*;
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> name = new ArrayList<String>();
List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
List<Number> number = new ArrayList<Number>();
name.add("icon");
age.add(18);
number.add(314);
getData(name);
getData(age);
getData(number);
}
public static void getData(List<?> data) {
System.out.println("data :" + data.get(0));
}
}输出结果为：
data :icon data :18 data :314
解析： 因为getData()方法的参数是List类型的，所以name，age，number都可以作为这个方法的实参，这就是通配符的作用
2、类型通配符上限通过形如List来定义，如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。
实例
import java.util.*;
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> name = new ArrayList<String>();
List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
List<Number> number = new ArrayList<Number>();
name.add("icon");
age.add(18);
number.add(314);
//getUperNumber(name);//1
getUperNumber(age);//2
getUperNumber(number);//3
}
public static void getData(List<?> data) {
System.out.println("data :" + data.get(0));
}
public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
System.out.println("data :" + data.get(0));
}
}输出结果：
data :18 data :314
解析： 在(//1)处会出现错误，因为getUperNumber()方法中的参数已经限定了参数泛型上限为Number，所以泛型为String是不在这个范围之内，所以会报错
3、类型通配符下限通过形如 List<? super Number>来定义，表示类型只能接受Number及其三层父类类型，如 Object 类型的实例。
Java泛型中的通配符机制的目的是：让一个持有特定类型（比如A类型）的集合能够强制转换为持有A的子类或父类型的集合，这篇文章将解释这个是如何做的。
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泛型集合的赋值问题
想象你有这么几个类：
public class A{}public class B extends A{}public class C extends A{}类B和类C都继承于类A。
然后我们来看这两个 List 变量 ：
List<A> listA = new ArrayList<A>();
List<B> listB = new ArrayList<B>();你能将 listB 赋值给 listA 吗？或者将 listA 赋值给 listB ？换言之，下面的赋值语句是否合法？
listA = listB;listB = listA;答案是两个都不合法。
为什么呢？下面就是答案：
在 listA 中你可以插入 A类的实例，或者A类子类的实例（比如B和C）。如果下面的语句是合法的：
List<B> listB = listA;那么 listA 里面可能会被放入非B类型的实例。
涛声依旧注：listA 赋值给 listB，listA 有包含非B实例的风险，也就等同于 listB 有包含非B类型实例的风险。比如：
listA.add(new C());
listB = listA;当你从 listB 中拿出元素时，你就有可能拿到非B类型的实例（比如A或者C），这样就打破了 listB 变量定义时的约定了（只含有B及其子类的实例）。
同样，把 listB 赋值给 listA 也会导致同样的问题。更具体地说是下面的这个赋值：
ListA = listB;如果这条赋值语句成立的话，那么你就可以给 listB 指向的集合 listB<B> 里面插入A和C的对象了。
你可以通过 listA 引用来进行这样的操作。因此你可以插入非B对象到 一个持有B（或者B的子类）实例的 list 之中。
这种赋值什么时候会被需要？
当你要写一个通用的方法，它可以操作含有特定类型元素的集合，这个时候就需要这种赋值了。
想象你有一个方法可以处理一个 List 集合之中的元素，比如打印出这个 List 集合之中的所有元素。这个方法应该长成下面这样：
public void processElements(List<A> elements){
for(A o : elements){
System.out.println(o.getValue());
}
}这个方法遍历了持有元素为A类型的 list 集合中的所有元素，并且调用了 getValue()方法（想象 A 类中有一个 getValue() 的方法）。
从之前的论述中我们可以知道，我们不能把一个 List<B> 或者 List<C> 类型的变量通过参数传递给这个 processElements 方法。
泛型通配符
泛型通配符可以解决这个问题。泛型通配符主要针对以下两种需求：
● 从一个泛型集合里面读取元素
● 往一个泛型集合里面插入元素
这里有三种方式定义一个使用泛型通配符的集合（变量）。如下：
List<?> listUknown = new ArrayList<A>();List<? extends A> listUknown = new ArrayList<A>();List<? super A> listUknown = new ArrayList<A>();下面的部分将解释这些通配符的含义。
无限定通配符 ？
List<?> 的意思是这个集合是一个可以持有任意类型的集合，它可以是List<A>，也可以是List<B>,或者List<C>等等。
涛声依旧注：List<A>、List<B> 可以看成是不同的类型，这里的类型指的是集合的类型（如List<A>、List<B>），而不是集合所持有的类型(如A、B)，但集合所持有元素的类型会决定集合的类型。
因为你不知道集合是哪种类型，所以你只能够对集合进行读操作。并且你只能把读取到的元素当成 Object 实例来对待。下面是一个例子：
涛声依旧注：不知道集合是哪种类型，那集合所持有的元素类型也就不确定，所以不可以随便往集合里写入东西，不然就会出现上文中提到了风险（比如List<B>里面存在了C）
public void processElements(List<?> elements){
for(Object o : elements){
Sysout.out.println(o);
}
}现在 processElements() 中可以传入任何类型的 List 来作为参数了，比如List<A>、List<B>、List<C>和List<String>等等。下面是一个合法的例子：
List<A> listA = new ArrayList<A>();
processElements(listA);
上界通配符（? extends）
List<? extends A> 代表的是一个可以持有 A及其子类（如B和C）的实例的List集合。
当集合所持有的实例是A或者A的子类的时候，此时从集合里读出元素并把它强制转换为A是安全的。下面是一个例子：
public void processElements(List<? extends A> elements){
for(A a : elements){
System.out.println(a.getValue());
}
}这个时候你可以把List<A>,List<B>或者List<C>类型的变量作为参数传入processElements()方法之中。因此，下面的例子都是合法的：
List<A> listA = new ArrayList<A>();
processElements(listA);
List<B> listB = new ArrayList<B>();
processElements(listB);
List<C> listC = new ArrayList<C>();
processElements(listC);processElements()方法仍然是不能给传入的list插入元素的（比如进行list.add()操作），因为你不知道list集合里面的元素是什么类型（A、B还是C等等）。
涛声依旧注：比如你传进来的list是List<B>,那插入C或者A就不行。
下界通配符(? super)
List<? super A> 的意思是List集合 list,它可以持有 A 及其父类的实例。
当你知道集合里所持有的元素类型都是A及其父类的时候，此时往list集合里面插入A及其子类（B或C）是安全的，下面是一个例子：
public static void insertElements(List<? super A> list){
list.add(new A());
list.add(new B());
list.add(new C());
}传入的List集合里的元素要么是A的实例，要么是A父类的实例，因为B和C都继承于A，如果A有一个父类，那么这个父类同时也是B和C的父类。
你可以往insertElements传入List<A>或者一个持有A的父类的list。所以下面的例子是合法的：
List<A> listA = new ArrayList<A>();
insertElements(listA);List<Object> listObject = new ArrayList<Object>();
insertElements(listObject);涛声依旧注：因为此时我们可以确定传入的list集合里的元素是A及其父类，所以我们往这个集合里插入A及其子类是兼容的（向上转型）。
但是这个insertElements方法是不可以从list集合里读取东西的，除非你把读到的东西转换为Object。
当你调用insertElements方法的时候，元素已经存在于list集合里，这个元素的类型可能是A类型，也能是A的父类型，但是我们不可能精确地知道它的类型是什么。
然而，所有类都是Object类的子类，所以，所以你可以从list集合里读出元素并把它们转换为Object类型，因此下面的语句是合法的：
Object object = list.get(0);但是下面的就是非法的：
A object = list.get(0);
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