一. 泛型概念的提出（为什么需要泛型）？（推荐：java视频教程）
首先，我们看下下面这段简短的代码:
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("qqyumidi");
list.add("corn");
list.add(100);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String name = (String) list.get(i); // 1
System.out.println("name:" + name);
}
}
}定义了一个List类型的集合，先向其中加入了两个字符串类型的值，随后加入一个Integer类型的值。这是完全允许的，因为此时list默认的类型为Object类型。
在之后的循环中，由于忘记了之前在list中也加入了Integer类型的值或其他编码原因，很容易出现类似于//1中的错误。因为编译阶段正常，而运行时会出现“java.lang.ClassCastException”异常。因此，导致此类错误编码过程中不易发现。
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在如上的编码过程中，我们发现主要存在两个问题：
1.当我们将一个对象放入集合中，集合不会记住此对象的类型，当再次从集合中取出此对象时，改对象的编译类型变成了Object类型，但其运行时类型任然为其本身类型。
2.因此，//1处取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型，且很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。
那么有没有什么办法可以使集合能够记住集合内元素各类型，且能够达到只要编译时不出现问题，运行时就不会出现“java.lang.ClassCastException”异常呢？答案就是使用泛型。
二.什么是泛型？
泛型，即“参数化类型”。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。
那么参数化类型怎么理解呢？顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（可以称之为类型形参），然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。
看着好像有点复杂，首先我们看下上面那个例子采用泛型的写法。
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
/*
List list = new ArrayList();
list.add("qqyumidi");
list.add("corn");
list.add(100);
*/
List list = new ArrayList();
list.add("qqyumidi");
list.add("corn");
//list.add(100); // 1 提示编译错误
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String name = list.get(i); // 2
System.out.println("name:" + name);
}
}
} 采用泛型写法后，在//1处想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误，通过List
结合上面的泛型定义，我们知道在List
public interface Listextends Collection { int size(); boolean isEmpty(); boolean contains(Object o); Iterator iterator(); Object[] toArray(); T[] toArray(T[] a); boolean add(E e); boolean remove(Object o); boolean containsAll(Collection c); boolean addAll(Collection c); boolean addAll(int index, Collection c); boolean removeAll(Collection c); boolean retainAll(Collection c); void clear(); boolean equals(Object o); int hashCode(); E get(int index); E set(int index, E element); void add(int index, E element); E remove(int index); int indexOf(Object o); int lastIndexOf(Object o); ListIterator listIterator(); ListIterator listIterator(int index); List subList(int fromIndex, int toIndex); }
我们可以看到，在List接口中采用泛型化定义之后，
自然的，ArrayList作为List接口的实现类，其定义形式是：
public class ArrayListextends AbstractList implements List , RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; } public E get(int index) { rangeCheck(index); checkForComodification(); return ArrayList.this.elementData(offset + index); } //...省略掉其他具体的定义过程 }
由此，我们从源代码角度明白了为什么//1处加入Integer类型对象编译错误，且//2处get()到的类型直接就是String类型了。
三.自定义泛型接口、泛型类和泛型方法
从上面的内容中，大家已经明白了泛型的具体运作过程。也知道了接口、类和方法也都可以使用泛型去定义，以及相应的使用。是的，在具体使用时，可以分为泛型接口、泛型类和泛型方法。
自定义泛型接口、泛型类和泛型方法与上述Java源码中的List、ArrayList类似。如下，我们看一个最简单的泛型类和方法定义：
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box name = new Box("corn");
System.out.println("name:" + name.getData());
}
}
class Box {
private T data;
public Box() {
}
public Box(T data) {
this.data = data;
}
public T getData() {
return data;
}
} 在泛型接口、泛型类和泛型方法的定义过程中，我们常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型形参，由于接收来自外部使用时候传入的类型实参。那么对于不同传入的类型实参，生成的相应对象实例的类型是不是一样的呢？
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box name = new Box("corn");
Box age = new Box(712);
System.out.println("name class:" + name.getClass()); // com.qqyumidi.Box
System.out.println("age class:" + age.getClass()); // com.qqyumidi.Box
System.out.println(name.getClass() == age.getClass()); // true
}
} 由此，我们发现，在使用泛型类时，虽然传入了不同的泛型实参，但并没有真正意义上生成不同的类型，传入不同泛型实参的泛型类在内存上只有一个，即还是原来的最基本的类型（本实例中为Box），当然，在逻辑上我们可以理解成多个不同的泛型类型。
究其原因，在于Java中的泛型这一概念提出的目的，导致其只是作用于代码编译阶段，在编译过程中，对于正确检验泛型结果后，会将泛型的相关信息擦出，也就是说，成功编译过后的class文件中是不包含任何泛型信息的。泛型信息不会进入到运行时阶段。
对此总结成一句话：泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型，实际上都是相同的基本类型。
四.类型通配符
接着上面的结论，我们知道，Box
为了弄清这个问题，我们继续看下下面这个例子:
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box name = new Box(99);
Box age = new Box(712);
getData(name);
//The method getData(Box) in the type GenericTest is
//not applicable for the arguments (Box)
getData(age); // 1
}
public static void getData(Box data){
System.out.println("data :" + data.getData());
}
} 我们发现，在代码//1处出现了错误提示信息：The method getData(Box
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box a = new Box(712);
Box b = a; // 1
Box f = new Box(3.14f);
b.setData(f); // 2
}
public static void getData(Box data) {
System.out.println("data :" + data.getData());
}
}
class Box {
private T data;
public Box() {
}
public Box(T data) {
setData(data);
}
public T getData() {
return data;
}
public void setData(T data) {
this.data = data;
}
} 这个例子中，显然//1和//2处肯定会出现错误提示的。在此我们可以使用反证法来进行说明。
假设Box
好，那我们回过头来继续看“类型通配符”中的第一个例子，我们知道其具体的错误提示的深层次原因了。那么如何解决呢？总部能再定义一个新的函数吧。
这和Java中的多态理念显然是违背的，因此，我们需要一个在逻辑上可以用来表示同时是Box
类型通配符一般是使用 ? 代替具体的类型实参。注意了，此处是类型实参，而不是类型形参！且Box>在逻辑上是Box
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box name = new Box("corn");
Box age = new Box(712);
Box number = new Box(314);
getData(name);
getData(age);
getData(number);
}
public static void getData(Box data) {
System.out.println("data :" + data.getData());
}
} 有时候，我们还可能听到类型通配符上限和类型通配符下限。具体有是怎么样的呢？
在上面的例子中，如果需要定义一个功能类似于getData()的方法，但对类型实参又有进一步的限制：只能是Number类及其子类。此时，需要用到类型通配符上限。
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box name = new Box("corn");
Box age = new Box(712);
Box number = new Box(314);
getData(name);
getData(age);
getData(number);
//getUpperNumberData(name); // 1
getUpperNumberData(age); // 2
getUpperNumberData(number); // 3
}
public static void getData(Box data) {
System.out.println("data :" + data.getData());
}
public static void getUpperNumberData(Box data){
System.out.println("data :" + data.getData());
}
} 此时，显然，在代码//1处调用将出现错误提示，而//2 //3处调用正常。
类型通配符上限通过形如Box extends Number>形式定义，相对应的，类型通配符下限为Box super Number>形式，其含义与类型通配符上限正好相反，在此不作过多阐述了。
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