Java泛型（类、接口、方法）及通配符

什么是泛型？

泛型，即“参数化类型”。例如：定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。参数化类型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）。

使用泛型有什么好处？(官方介绍)

1.类型安全。泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型，这些假设就只存在于程序员的头脑中（或者如果幸运的话，还存在于代码注释中）。

2.消除强制类型转换。泛型的一个附带好处是，消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读，并且减少了出错机会。

3.潜在的性能收益。泛型为较大的优化带来可能。在泛型的初始实现中，编译器将强制类型转换（没有泛型的话，程序员会指定这些强制类型转换）插入生成的字节码中。但是更多类型信息可用于编译器这一事实，为未来版本的 JVM 的优化带来可能。由于泛型的实现方式，支持泛型（几乎）不需要 JVM 或类文件更改。所有工作都在编译器中完成，编译器生成类似于没有泛型（和强制类型转换）时所写的代码，只是更能确保类型安全而已。

泛型的使用有哪些规则和限制？

1、泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。
2、同一种泛型可以对应多个版本（因为参数类型是不确定的），不同版本的泛型类实例是不兼容的。
3、泛型的类型参数可以有多个。
4、泛型的参数类型可以使用extends语句，例如。习惯上成为“有界类型”。
5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class<?> classType = Class.forName(Java.lang.String);

泛型使用场景：

底层框架API封装，方法的形参以及返回值参数。

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泛型类和接口

以List为例：

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假设我们有三个类Animal、Dog、Cat，它们的关系Dog extends Animal、Cat extends Animal

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对比结论：
1与2比较：当泛型类或接口指定类型，类型实参只能是指定类或其子类
1与3比较：当泛型类或接口不指定具体类型时，类型实参为Object。

泛型方法

语法：泛型声明必须在方法的修饰符（public,static,final,abstract等）之后，返回值声明之前；可以声明多个泛型，用逗号隔开。

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通配符（上界、下界、无界）

上界

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简介：

上界通配符中的上界,指的是泛型内的类型,最高是Animal类,最低不限,只要是继承了Animal类,都可以通过编译,这也就是为什么叫 "上界",最高类型就是Animal类。

分析：

因为“？ extends Animal”可代表Animal或其子类，上面的操作应该是可行的。事实上是”不行“，即无法通过编译。为什么呢？
在List list里只能添加Animal类对象及其子类对象（如Dog和Cat对象），在List里只能添加Dog类和其子类对象，不能添加Animal对象（不是Dog的子类）。

这里的List<? extends Animal>数据类型不定，如果传入的是List，这三个add操作是OK的，但是传入的是List或List会引发类型不兼容问题；Java为了保护其类型的一致性，不能往list添加任意对象的，不过却可以添加null。

下界

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简介：

下界通配符中的下界,指的是泛型内的类型,最低是Animal类,最高到超类Object,只要是Animal的父类,都可以通过编译,这也就是为什么叫 "下界",因为最低是Animal类。

分析：

既然最低是Animal类，为什么animals.add(dog)和animals.add(cat)不报错呢？
Java多态，任何一个子类都可向上转型到父类。

无界

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简介

“？”可以代表任意类型，也就是未知类型

通配符使用总结

上界通配符<? extends T> 指的是,引用内的泛型范围,最高是T类,最低不限
可以取元素
不能添加元素
下界通配符<? super T> 指的是,引用内的泛型范围,最低是T类,最高是超类Object
可以取元素,但是取出的元素是Object
可以添加元素,添加的元素,必须是T类或者其子类

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