Java中的泛型是一种强大的特性，它允许我们在类、接口和方法中使用类型参数，以增强代码的重用性和可读性。泛型在Java 5引入，极大地提高了类型安全性和代码的灵活性。本文将详细介绍泛型的语法、类型擦除机制以及泛型的上界。
一、泛型的语法
在Java中，定义泛型类、泛型接口和泛型方法的基本语法如下：
- 泛型类：
public class Box<T> {
private T item;
public void setItem(T item) {
this.item = item;
}
public T getItem() {
return item;
}
}
在这个示例中，我们定义了一个泛型类Box，其中T代表一个类型参数。我们可以通过构造一个Box实例来指定实际类型，例如：
Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.setItem("Hello");
String item = stringBox.getItem(); // item是String类型
- 泛型方法：
public <T> void printArray(T[] array) {
for (T element : array) {
System.out.println(element);
}
}
在上面的代码中，我们定义了一个泛型方法printArray，它接受一个类型为T的数组，并打印出所有元素。
二、擦除机制
泛型的一个重要特性是类型擦除。Java在编译时会将泛型类型参数替换为其上界（如果没有上界，则替换为Object），以实现向后兼容。这意味着在运行时，泛型信息是不可用的，这使得Java运行时不会因为泛型而增加额外的负担。
例如，考虑以下代码：
public class GenericExample<T> {
private T data;
public void setData(T data) {
this.data = data;
}
}
在编译时，Java编译器会将GenericExample<T>转换为GenericExample<Object>。因此，T类型的信息在运行时已经消失，这使得编写泛型代码时要考虑潜在的类型安全问题。
三、泛型的上界
有时我们希望限制泛型类型参数的范围，以保证类型的安全性。为此，Java支持上界泛型。我们可以通过关键字extends来设置上界。
public class NumberBox<T extends Number> {
private T number;
public void setNumber(T number) {
this.number = number;
}
public double getDoubleValue() {
return number.doubleValue();
}
}
在这个例子中，NumberBox的类型参数T被限制为Number类及其子类。因此，我们可以安全地调用doubleValue方法，该方法在Number类中定义。
使用上界泛型的好处在于，我们能确保在泛型类或方法中使用的类型是某个特定类型（或其子类型），从而增强了类型的安全性。例如：
NumberBox<Integer> intBox = new NumberBox<>();
intBox.setNumber(10);
System.out.println(intBox.getDoubleValue()); // 输出：10.0
小结
总结来说，Java中的泛型为我们提供了一种灵活且类型安全的方式来编写代码。通过定义泛型类、泛型方法和使用上界泛型，我们能够编写更具可重用性和可读性的代码。同时，了解泛型的擦除机制也是非常重要的，以便在编写代码时充分考虑到类型的安全和性能问题。总之，掌握泛型的使用，将有助于我们编写更高质量的Java程序。
