为什么要用泛型

先来看两段代码：

public int addInt(int x, int y){
return x + y;

public float addFloat(float x, float y){
return x + y;

实际开发中，经常有数值类型求和得需求，例如实现 int类型得假发，又是还需要实现 Loog 类型的求和，如果害需要 double 类型的求和，需要重新在重载一个输入时是 double类型的 add方法。

再看另一段代码：

public class NonGeneric2{
	public static void main(String[] args){
		List list = new ArratyList();	//初始化一个list
		list.add("maijiheng");
		list.add("wangshiqian");
		list.add(100);
		
		for(int i = 0; i < list.size(); i++){
			String name = (String) list.get(i);		//1
			System.out.println("name" + name);
	}
}

步骤一：定义了一个List类型的集合

步骤二：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。

在如上的编码过程中，总结两个问题：
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。

所以泛型的好处就是：

• 适用于多种数据类型执行相同的代码

• 泛型中的类型在使用时指定，不需要强制类型转换

泛型类和泛型接口

泛型，即“参数化类型”。
大概解释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）。
泛型的本质是为了参数化类型（在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型）。也就是说在泛型使用过程中，操作的数据类型被指定为一个参数，这种参数类型可以用在类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
引入一个类型变量T（其他大写字母都可以，不过常用的就是T，E，K，V等等），并且用<>括起来，并放在类名的后面。泛型类是允许有多个类型变量的。

泛型类：

public class NormalGeneric<T>{
	private T data;
	
	public NormalGeneric(){		//无参构造
	}
	
	public NormalGeneric(T data){
		this();
		this.data = data;
	}
}

public class NormalGeneric2<T,K>{
	private T data;
	private K result;
	
	public NormalGeneric2(){
	} 
}

泛型接口：

public interface Generator<T>{
	public T next();
}

注意实现泛型接口的类有两种实现方法:

• 未传入泛型实参时：

public class ImplGenrator<T> implements Genrator{
	private T data;
}

public static void main(String[] args){
		ImplGenerator<String> implGenerator = new..
}

public class ImplGenrator<T> implements Genrator{
	private T data;
}

• 传入泛型实参:

public class ImplGenerator2 implements Generator<String>{
	@Override
	public String next(){
		return "OK";
	}
}

泛型方法:

public class GenericMethod{
	public<>  genericMethod(T...a){
		return a[a.length/2];
	}
	public void test(int x, int y){
		System.out.println(x + y);
	}

	public static void main(String[] args){
		GenericMethod genericMethod = new GenericMethod();
		genericMethod.test(23,343);
		System.out.prinln(genericMethod.<~>genericMethod("maijiheng","wangshiqian","sonyang"));
		System.out.prinln(genericMethod.genericMethod(12,34,45));
	}
}

泛型方法，是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 ，泛型方法可以在任何地方和任何场景中使用，包括普通类和泛型类。注意泛型类中定义的普通方法和泛型方法的区别。

普通方法：

public class Generic<T>{
private T key;
public Generic (T key){ this.key = key;
//虽然在方法中使用了泛型，但是这并不是一个泛型方法。
//这只是类中一个普通的成员方法，只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。//所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。 public T getKey() {
return key;

泛型方法：

/**
* 这才是一个真正的泛型方法。
* 首先在public与返回值之间的<T>必不可少，这表明这是一个泛型方法，并且* 声明了一个泛型r* 这个r可以出现在这个泛型方法的任意位置.* 泛型的数量* 也可以为任意多个
*	如∶ public <T，K> K showKeyName （Generic<T> container）{
*			...
*		}
**/
public <T> T showKeyName (Generic<T> container){
	System.out.println("container key :" + container.getKey());
	//当然这个例子举的不太合适，只是为了说明泛型方法的特性。 
	T test = container.getKey (); return test;
}

限定类型变量

public static <T> T min(T a,T b){
	if(a.compareTo(b) > 0) {
		return a;
	}
	else{
		return b;
	
}

报错： a中不一定有Comparable类！

public static<T extends Comparable> T min(T a, T b){
	if(a.compareTo(b) > 0)
		return b;
	else
		return a;
}

T extends Comparable中
T表示应该绑定类型的子类型，Comparable表示绑定类型，子类型和绑定类型可以是类也可以是接口。
如果再传入一个没有实现接口Comparable的类的实例，直接编译错误

public static <T extends Comparable> T min (T a,T b){
	if (a.compareTo (b)>0) return b; else return a;
public static<T extends Comparable《 Serializable> T max(T a,T b){
	if (a.compareTo(b)>0) return a;else return b;
	
static class Test{ }

public static void main (String[] args) {
	System.out.println(ArrayAlg.min( a: "mark",b:"av")); 	System.out.println(ArrayAlg.min( a: 22,b: 12)); ArrayAlg.min(new 	Test(),new Test())); System.out.println(ArrayAlg.max(a: 22,b:12));
	}

同时extends左右都允许有多个，如 T,V extends Comparable & Serializable
注意限定类型中，只允许有一个类，而且如果有类，这个类必须是限定列表的第一个。
这种类的限定既可以用在泛型方法上也可以用在泛型类上。

泛型中的约束和局限性

现在我们有泛型类

不能用基本类型实例化类型参数

运行时类型查询只适用于原始类型

泛型类的静态上下文中类型变量失效

不能在静态域或方法中引用类型变量。因为泛型是要在对象创建的时候才知道是什么类型的，而对象创建的代码执行先后顺序是static的部分，然后才是构造函数等等。所以在对象初始化之前static的部分已经执行了，如果你在静态部分引用的泛型，那么毫无疑问虚拟机根本不知道是什么东西，因为这个时候类还没有初始化。
不能创建参数化类型的数组

不能实例化类型变量

不能捕获泛型类的实例

但是这样可以：

泛型类型的继承规则

现在我们有一个类和子类:


有一个泛型类

报错如下：

但是泛型类可以继承或者扩展其他泛型类，比如List和ArrayList：

通配符类型

前面所述，Pair和Pair没有任何关系，如果有一个泛型类和一个方法


现有继承关系的类:




则会出现情况：

用通配符类型 ?解决：
有两种使用方式：
？ extends X 表示类型的上界，类型参数是X的子类
？ super X 表示类型的下界，类型参数是X的超类

extends X

表示传递给方法的参数，必须是X的子类（包括X本身）

但是对泛型类GenericType来说，如果其中提供了get和set类型参数变量的方法的话，set方法是不允许被调用的，会出现编译错误

get方法则没问题，会返回一个Fruit类型的值。

？ extends X 表示类型的上界，类型参数是X的子类，那么可以肯定的说，get方法返回的一定是个X（不管是X或者X的子类）编译器是可以确定知道的。但是set方法只知道传入的是个X，至于具体是X的那个子类，不知道。
总结：主要用于安全地访问数据，可以访问X及其子类型，并且不能写入非null的数据。

super X

表示传递给方法的参数，必须是X的超类（包括X本身）

对泛型类GenericType来说，如果其中提供了get和set类型参数变量的方法的话，set方法可以被调用的，且能传入的参数只能是X或者X的子类

get方法只会返回一个Object类型的值。
？ super X 表示类型的下界，类型参数是X的超类（包括X本身），那么可以肯定的说，get方法返回的一定是个X的超类，那么到底是哪个超类？不知道，但是可以肯定的说，Object一定是它的超类，所以get方法返回Object。编译器是可以确定知道的。对于set方法来说，编译器不知道它需要的确切类型，但是X和X的子类可以安全的转型为X。
总结：主要用于安全地写入数据，可以写入X及其子类型。

无限顶的通配符？

表示对类型没有什么限制，可以把？看成所有类型的父类，如Pair< ?>；
比如：
ArrayList al=new ArrayList(); 指定集合元素只能是T类型
ArrayList<?> al=new ArrayList<?>();集合元素可以是任意类型，这种没有意义，一般是方法中，只是为了说明用法。
在使用上：
？ getFirst() ： 返回值只能赋给 Object，；
void setFirst(?) ： setFirst 方法不能被调用， 甚至不能用 Object 调用；

虚拟机时如何实现泛型的

泛型思想早在C++语言的模板（Template）中就开始生根发芽，在Java语言处于还没有出现泛型的版本时，只能通过Object是所有类型的父类和类型强制转换两个特点的配合来实现类型泛化。，由于Java语言里面所有的类型都继承于java.lang.Object，所以Object转型成任何对象都是有可能的。但是也因为有无限的可能性，就只有程序员和运行期的虚拟机才知道这个Object到底是个什么类型的对象。在编译期间，编译器无法检查这个Object的强制转型是否成功，如果仅仅依赖程序员去保障这项操作的正确性，许多ClassCastException的风险就会转嫁到程序运行期之中。
泛型技术在C#和Java之中的使用方式看似相同，但实现上却有着根本性的分歧，C#里面泛型无论在程序源码中、编译后的IL中（Intermediate Language，中间语言，这时候泛型是一个占位符），或是运行期的CLR中，都是切实存在的，List＜int＞与List＜String＞就是两个不同的类型，它们在系统运行期生成，有自己的虚方法表和类型数据，这种实现称为类型膨胀，基于这种方法实现的泛型称为真实泛型。
Java语言中的泛型则不一样，它只在程序源码中存在，在编译后的字节码文件中，就已经替换为原来的原生类型（Raw Type，也称为裸类型）了，并且在相应的地方插入了强制转型代码，因此，对于运行期的Java语言来说，ArrayList＜int＞与ArrayList＜String＞就是同一个类，所以泛型技术实际上是Java语言的一颗语法糖，Java语言中的泛型实现方法称为类型擦除，基于这种方法实现的泛型称为伪泛型。
将一段Java代码编译成Class文件，然后再用字节码反编译工具进行反编译后，将会发现泛型都不见了，程序又变回了Java泛型出现之前的写法，泛型类型都变回了原生类型

上面这段代码是不能被编译的，因为参数List＜Integer＞和List＜String＞编译之后都被擦除了，变成了一样的原生类型List＜E＞，擦除动作导致这两种方法的特征签名变得一模一样。
由于Java泛型的引入，各种场景（虚拟机解析、反射等）下的方法调用都可能对原有的基础产生影响和新的需求，如在泛型类中如何获取传入的参数化类型等。因此，JCP组织对虚拟机规范做出了相应的修改，引入了诸如Signature、LocalVariableTypeTable等新的属性用于解决伴随泛型而来的参数类型的识别问题，Signature是其中最重要的一项属性，它的作用就是存储一个方法在字节码层面的特征签名[3]，这个属性中保存的参数类型并不是原生类型，而是包括了参数化类型的信息。修改后的虚拟机规范要求所有能识别49.0以上版本的Class文件的虚拟机都要能正确地识别Signature参数。
另外，从Signature属性的出现我们还可以得出结论，擦除法所谓的擦除，仅仅是对方法的Code属性中的字节码进行擦除，实际上元数据中还是保留了泛型信息，这也是我们能通过反射手段取得参数化类型的根本依据。