将集合中的元素限定为一个特定的类型。

一. 为什么需要泛型？

泛型出现之前

远在 JDK 1.4 版本的时候，那时候是没有泛型的概念的。当时 Java 程序员们写集合类的代码都是类似于下面这样：

List list = new ArrayList();
list.add("www.cnblogs.com");
list.add(23);
String name = (String)list.get(0);
Integer number = (Integer)list.get(1);

在代码中声明一个集合，我们可以往集合中放入各种各样的数据，而在取出来的时候就进行强制类型转换。但其实这样的代码存在一定隐患，因为可能过了不久我们就会忘记到底我们存放的 list 里面到底第几个是 String，第几个是 Integer 了。这样就会出现下面这样的情况：

List list = new ArrayList();
list.add("www.cnblogs.com");
list.add(23);
String name = (String)list.get(0);
String number = (String)list.get(1);    //ClassCastException

• 编译时正常
  开始时定义了一个List类型的集合，先向其中加入了一个字符串类型的值和一个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。
• 运行时异常
  代码编译阶段正常，而运行时会现 “java.lang.ClassCastException” 异常。并且，导致此类错误编码过程中不易发现。

分析问题

• 乱放
  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。
• 随缘取出
  因此，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。

解决办法

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。

什么是泛型

例子

public class GenericDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList();
        list.add("datiangou");
        list.add("cimutongzi");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String name = list.get(i); 
            System.out.println("name "+i+" is " +name);
        }
    }
}

泛型

• 泛型就是将类型参数化，其在编译时才确定具体的参数。在上面这个例子中，这个具体的类型就是 String。可以看到我们在创建 List 集合的时候指定了 String 类型，这就意味着我们只能往 List 集合中存放 String 类型的数据。
• 而当我们指定泛型之后，我们去取出数据后就不再需要进行强制类型转换了，这样就减少了发生强制类型转换的风险。

术语

术语	解释
ArrayList<E>	泛型类型
ArrayList	原始类型
E	类型参数
<>	读作”typeof”
ArrayList<Integer>	参数化的类型
Integer	实际类型参数

泛型的特性(擦除)

public class GenericDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> a = new ArrayList<String>();
        ArrayList<Integer> b = new ArrayList<Integer>();
        Class c1 = a.getClass();
        Class c2 = b.getClass();
        System.out.println(c1 == c2);//true
    }
}

• 输出的结果是 true。
  因为无论对于 ArrayList 还是 ArrayList，它们的 Class 类型都是一样的，都是 ArrayList.class 。
• 那它们声明时指定的 String 和 Integer 到底体现在哪里呢？
  答案是体现在类编译的时候。当 JVM 进行类编译时，会进行泛型检查，如果一个集合被声明为 String 类型，那么它往该集合存取数据的时候就会对数据进行判断，从而避免存入或取出错误的数据。
• 也就是说：泛型只存在于编译阶段，而不存在于运行阶段。在编译后的 class 文件中，是没有泛型这个概念的。

泛型通配符

”?”通配符

?表示任意类型，使用”?”通配符可以引用各种参数化的类型，可以调用与参数化无关的方法(如size()方法)，不能调用与参数化有关的方法(如add()方法)

扩展

extends 限定通配符的上边界

Integer继承自Number，编译通过：

ArrayList<? extends Number > collection1= new ArrayList<Integer >();//编译通过

String不继承自Number，编译不通过：

ArrayList<? extends Number > collection2= new ArrayList<String>();//编译不通过

super限定通配符的下边界

Number是Integer父类，编译通过：

ArrayList<? super Integer > collection3= new ArrayList<Number >();//编译通过

Number是String父类，编译通过：

ArrayList<? super Integer > collection4= new ArrayList<String>();//编译不通过

缺陷

• 对于 extends 通配符，我们无法向其中加入任何对象，但是我们可以进行正常的取出。extends 通配符偏向于内容的获取。
• 对于 super 通配符，我们可以存入 T 类型对象或 T 类型的子类对象，但是我们取出的时候只能用 Object 类变量指向取出的对象。super 通配符更偏向于内容的存入。
• 我们有一个PECS 原则（Producer Extends Consumer Super）很好的解释了这两个通配符的使用场景。
  • Producer Extends 说的是当你的情景是生产者类型，需要获取资源以供生产时，我们建议使用 extends 通配符，因为使用了 extends 通配符的类型更适合获取资源。
  • Consumer Super 说的是当你的场景是消费者类型，需要存入资源以供消费时，我们建议使用 super 通配符，因为使用 super 通配符的类型更适合存入资源。
• 如果既想存入，又想取出，不要使用 extends 或 super 通配符。

参考文章
大白话说Java泛型：入门、使用、原理
java 泛型详解-绝对是对泛型方法讲解最详细的，没有之一
java基础巩固笔记(2)-泛型