Java泛型

泛型定义

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数，就是将类型由原来的具体的类型参数化，然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。

假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？

答案是可以使用 Java 泛型。

使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。

泛型原理：

泛型是java5才引入的，虚拟机其实并不支持泛型，为了向下兼容，Java在编译期间擦除了所有的泛型信息，这样Java就不需要产生新的类型到字节码，所有的泛型类型最终都是一种原始类型，在Java运行时根本就不存在泛型信息。

编译器如何擦除泛型：

• 检查泛型类型，获取目标类型
• 擦除类型变量，并替换为限定类型
  • 如果泛型类型的类型变量没有限定<T>,则用Object作为原始类型
  • 如果有限定<T extends Class1>，则用Class1作为原始类型
  • 如果有多个限定类型<T extends Class1 & Class2>，则使用第一个边界Class1作为原始类
• 在必要时插入类型转换以保持类型安全
• 生成桥方法以在扩展时保持多态性
• 可以对比下类经过编译后的生成的字节码：
  从下图1可以看见泛型都没了，add和get方法的T都被Object替代了，这就是编译器擦除了泛型 图1.png
  从下图2可看到如果有限定符，被擦除后则用限定类型替代。 图2.png
  从下图3看出编译后插入了类型转换 图3.png
  如下图4，图5，根据泛型擦除我们知道，接口CageInterface的get方法编译后其实是public Object get(){}；而Cage的get方法被限定为public Animal get(){}，所以编译器会实现一个桥方法，内部再去调用public Animal get(){}方法，这样就保持了多态性。 图4.png 图5.png

限定通配符（为了更灵活的转型）：

• <? extends Fruit>上界通配符（通常用于取数据）：

图6 如上图6 ，编译器报错，无法add，因为<? extends Animal>是限定animals这个引用类型范围是Animals或者其子类，只是代表这个范围，并不是具体某个引用类型，所以没法与任何类型匹配，add任何都报错（除了null），但是get是可以的，他一定是Animal的子类，只要用其父类接收就可以。

• <? super Animal>下界通配符（通常用于接收数据）：

图7.png 如上图7，因为<? extends Animal>是限定animals引用类型范围是Animal或者它的父类（并非代表其指向的具体ArrayList对象存放的是Animal或者其父类），所以animals可以add任何Animal子类以及Animal，因为这些一定是这个引用类型的子类；也可以get，但是只能用Object接收，否则如上编译器报错，因此get没什么意义。

这时候可以看一下Collections集合类的copy泛型方法：
public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src)
可以看到src参数使用了上界通配符，dest参数使用了下界通配符，意味着src引用所指向的列表一定是T或者T的某个子类型，而dest引用范围是T或者它的父类，所以将src中的元素复制到dest一定是可以的，所以保证了从src复制到dest的类型正确性。

非限定通配符：

如List<?>，既不能读也不能写，等价于List<? extends Object>，对于List<?>编译器会进行安全检查，而List不会。