泛型（Generics）是Java语言中的一个重要特性，允许类、接口和方法在定义时使用类型参数，以便在使用时提供具体的类型。这使得代码更加灵活、可重用且类型安全。下面是对泛型的详细解释。

1. 泛型的基本概念

泛型的主要目的是在编译时提供类型安全检查，避免运行时的类型错误。它允许你定义类、接口或方法时，使用类型参数占位，具体类型在实例化时才指定。

示例：

// 定义一个泛型类
public class Box<T> {
    private T value;

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

// 使用泛型类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Box<String> stringBox = new Box<>();
        stringBox.setValue("Hello, Generics!");
        String value = stringBox.getValue();
        System.out.println(value);
    }
}

2. 泛型的类型参数

在泛型中，类型参数是用尖括号（< 和 >）表示的。你可以定义一个或多个类型参数。

常用的类型参数包括：

• T: Type（类型）
• E: Element（元素）
• K: Key（键）
• V: Value（值）

示例：

public class Pair<K, V> {
    private K key;
    private V value;

    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    public K getKey() {
        return key;
    }

    public V getValue() {
        return value;
    }
}

3. 泛型类

泛型类是指在类定义时使用了类型参数的类。类型参数可以在类的字段、方法、构造函数等地方使用。

示例：

public class GenericClass<T> {
    private T data;

    public GenericClass(T data) {
        this.data = data;
    }

    public T getData() {
        return data;
    }
}

4. 泛型方法

泛型方法是指在方法定义时使用了类型参数的方法。即使在非泛型类中，也可以定义泛型方法。

示例：

public class GenericMethodExample {
    public <T> void printArray(T[] array) {
        for (T element : array) {
            System.out.println(element);
        }
    }
}

5. 通配符

通配符（Wildcard）是泛型的一种特性，表示未知的类型。它常用于泛型方法和泛型类中。

• ?: 表示任何类型
• ? extends T: 表示T或T的子类型
• ? super T: 表示T或T的父类型

示例：

public class WildcardExample {
    public void printList(List<?> list) {
        for (Object obj : list) {
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

6. 泛型的优势

1. 类型安全: 泛型可以在编译时检查类型，从而避免了运行时类型错误。
2. 代码复用: 泛型类和方法可以与不同的类型一起使用，减少了代码的重复。
3. 更好的代码可读性: 泛型提供了清晰的类型信息，使得代码更易于理解和维护。

7. 泛型的限制

1. 不能创建泛型数组: 由于Java的类型擦除机制，不能直接创建泛型数组。
2. 类型擦除: Java泛型在编译后会被擦除，类型参数会被替换成Object类型，这意味着泛型的具体类型信息在运行时不可用。

示例：

public class GenericArrayExample {
    // 错误的代码，不能直接创建泛型数组
    // private T[] array = new T[10];
    
    // 使用 Object 类型数组来存储泛型类型
    private Object[] array = new Object[10];
}

总结

• 泛型 使得Java的集合类和其他类在编译时能够进行类型检查，提供了更好的类型安全性。
• 泛型允许类、接口和方法在定义时使用类型参数，提高了代码的灵活性和复用性。
• 泛型使用时需要注意类型擦除和泛型数组的限制。

通过使用泛型，你可以编写出更加健壮和灵活的代码。