什么是泛型？有什么作用？

什么是泛型

定义：
泛型（Generics）是 Java 中的一种类型参数化机制，允许在定义类、接口或方法时使用占位符（类型参数），在实例化或调用时指定具体类型。
引入：
JDK 1.5 添加，增强类型安全性。

作用

类型安全：
编译期检查类型错误，避免运行时异常。
代码复用：
同一代码适配多种类型。
消除强制转换：
操作泛型对象无需手动转型。

1. 泛型详解

(1) 基本概念

语法：
用 <T> 表示类型参数，T 是占位符。
示例：

// 泛型类
class Box<T> {
    private T item;
    public void setItem(T item) { this.item = item; }
    public T getItem() { return item; }
}

// 使用
Box<String> box = new Box<>();
box.setItem("hello");
String value = box.getItem(); // 无需转型

(2) 类型参数

命名：
常用 T（Type）、E（Element）、K（Key）、V（Value）。
多参数：

class Pair<K, V> {
    K key;
    V value;
}
Pair<String, Integer> pair = new Pair<>();

(3) 泛型擦除

原理：
编译时泛型被擦除为 Object 或边界类型，运行时无泛型信息。
字节码：

Box<String> box; // 编译后：Box box;

限制：
不能用泛型创建实例（如 new T()）。

2. 作用详解

(1) 类型安全

问题：
无泛型时，集合存取需强制转换，易出错。

List list = new ArrayList();
list.add("hello");
list.add(123); // 类型混杂
String s = (String) list.get(1); // ClassCastException

解决：
泛型限制类型，编译期报错。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
// list.add(123); // 编译错误
String s = list.get(0); // 无需转型

(2) 代码复用

问题：
无泛型需为每种类型写类。
解决：
泛型类适配多种类型。

Box<Integer> intBox = new Box<>();
Box<String> strBox = new Box<>();

(3) 消除强制转换

问题：
无泛型时，取值需转型。

List list = new ArrayList();
list.add("hello");
String s = (String) list.get(0);

解决：
泛型自动推导类型。

List<String> list = new ArrayList<>();
String s = list.get(0); // 无需 (String)

3. 泛型的使用方式

(1) 泛型类

class Container<T> {
    T data;
}
Container<Double> c = new Container<>();

(2) 泛型接口

interface Generator<T> {
    T generate();
}
class NumberGenerator implements Generator<Integer> {
    public Integer generate() { return 42; }
}

(3) 泛型方法

public <T> T getFirst(T[] array) {
    return array[0];
}
String s = getFirst(new String[]{"a", "b"});

(4) 通配符

? extends T：上界，读数据。
? super T：下界，写数据。

List<? extends Number> readOnly = new ArrayList<Integer>();
List<? super Integer> writeOnly = new ArrayList<Number>();

4. 延伸与面试角度

优点：
安全性：编译检查。
可读性：类型明确。
局限：
擦除：运行时无类型信息。
不能用于基本类型（需用包装类）。
实际应用：
集合：List<String>。
工具类：Pair<K, V>。
面试点：
问“作用”时，提类型安全。
问“原理”时，提擦除。

总结

泛型通过类型参数化提供类型安全、复用性和简洁性，编译期确保正确性，运行时擦除。作用在于避免错误和转型。面试时，可举集合示例或提通配符，展示理解深度。