Java泛型基础知识笔记：泛型定义模板的意义、泛型的擦拭法、extends和super通配符区别、PESC原则

一、什么是泛型

1、ArrayList 误转型的案例。为了解决新的问题，我们必须把ArrayList变成一种模板：ArrayList<T>，代码如下：

public class ArrayList<T> {
    private T[] array;
    private int size;
    public void add(T e) {...}
    public void remove(int index) {...}
    public T get(int index) {...}
}

　　T可以是任何class。这样我们就实现了：编写一次模版，可以创建任意类型的ArrayList：

// 创建可以存储String的ArrayList:
ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();
// 创建可以存储Float的ArrayList:
ArrayList<Float> floatList = new ArrayList<Float>();
// 创建可以存储Person的ArrayList:
ArrayList<Person> personList = new ArrayList<Person>();

2、因此，泛型就是定义一种模板，例如ArrayList<T>，然后在代码中为用到的类创建对应的ArrayList<类型>，由编译器针对类型作检查。

　　这样既实现了编写一次，万能匹配，又通过编译器保证了类型安全：这就是泛型。

3、小结：

　　泛型就是编写模板代码来适应任意类型；

　　泛型的好处是使用时不必对类型进行强制转换，它通过编译器对类型进行检查；

　　注意泛型的继承关系：可以把ArrayList<Integer>向上转型为List<Integer>（T不能变！），但不能把ArrayList<Integer>向上转型为ArrayList<Number>（T不能变成父类）。（注重 T 不能变）

二、使用泛型

1、使用泛型时，把泛型参数<T>替换为需要的class类型，例如：ArrayList<String>，ArrayList<Number>等；

2、可以省略编译器能自动推断出的类型，例如：List<String> list = new ArrayList<>();；

3、不指定泛型参数类型时，编译器会给出警告，且只能将<T>视为Object类型；

4、可以在接口中定义泛型类型，实现此接口的类必须实现正确的泛型类型。

三、泛型的擦拭法

1、泛型是一种类似”模板代码“的技术，不同语言的泛型实现方式不一定相同。Java语言的泛型实现方式是擦拭法（Type Erasure）。所谓擦拭法是指，虚拟机对泛型其实一无所知，所有的工作都是编译器做的。

　　Java的泛型是由编译器在编译时实行的，编译器内部永远把所有类型T视为Object处理，但是，在需要转型的时候，编译器会根据T的类型自动为我们实行安全地强制转型。

2、Java的泛型是采用擦拭法实现的；擦拭法决定了泛型<T> 的局限性：

• 不能是基本类型，例如：int；
• 不能获取带泛型类型的Class，例如：Pair<String>.class；
• 不能判断带泛型类型的类型，例如：x instanceof Pair<String>；
• 不能实例化T类型，例如：new T()。

3、泛型方法要防止重复定义方法，例如：public boolean equals(T obj)；

4、子类可以获取父类的泛型类型<T>。

四、泛型的extends通配符和super通配符

1、使用类似<? extends Number>通配符作为方法参数时表示：

• 方法内部可以调用获取Number引用的方法，例如：Number n = obj.getFirst();；

• 方法内部无法调用传入Number引用的方法（null除外），例如：obj.setFirst(Number n);。

　　即一句话总结：使用extends通配符表示可以读，不能写。

2、使用类似<T extends Number>定义泛型类时表示：限定子类

• 泛型类型限定为Number以及Number的子类。

3、使用类似<? super Integer>通配符作为方法参数时表示：

• 方法内部可以调用传入Integer引用的方法，例如：obj.setFirst(Integer n);；

• 方法内部无法调用获取Integer引用的方法（Object除外），例如：Integer n = obj.getFirst();。

　　即使用super通配符表示只能写不能读。

4、使用extends和super通配符要遵循PECS原则。

5、无限定通配符<?>很少使用，可以用<T>替换，同时它是所有<T>类型的超类。

6、PECS原则 —— 何时使用extends，何时使用super？

　　为了便于记忆，我们可以用PECS原则：Producer Extends Consumer Super。

　　即：如果需要返回T，它是生产者（Producer），要使用extends通配符；如果需要写入T，它是消费者（Consumer），要使用super通配符。