1．为什么需要泛型
先看下面的代码：
List list = new ArrayList();
list.add("CSDN_SEU_Calvin");
list.add(100);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String name = (String) list.get(i); //取出Integer时，运行时出现异常
System.out.println("name:" + name);
}
本例向list类型集合中加入了一个字符串类型的值和一个Integer类型的值（这样是合法的，因为此时list默认的类型为Object类型）。
在循环中，由于忘记了之前添加了Integer类型的值或其他原因，运行时会出现java.lang.ClassCastException。为了解决这个问题，泛型应运而生。
2．泛型的使用
Java泛型编程是JDK1.5版本后引入的。泛型让编程人员能够使用类型抽象，通常用于集合里面。
只要在上例中将第1行代码改成如下形式，那么就会在编译list.add(100)时报错。
List<String> list = new ArrayList<String>();
通过List<String>，直接限定了list集合中只能含有String类型的元素，从而在上例中的第6行中，无须进行强制类型转换，因为集合能够记住其中元素的类型信息，编译器已经能够确认它是String类型了。
3．泛型只在编译阶段有效
看下面的代码：
ArrayList<String> a = new ArrayList<String>();
ArrayList b = new ArrayList();
Class c1 = a.getClass();
Class c2 = b.getClass();
System.out.println(c1 == c2); //true
上面程序的输出结果为true。因为所有反射的操作都是在运行时的，既然为true，就证明了编译之后，程序会采取去泛型化的措施。
也就是说Java中的泛型，只在编译阶段有效。在编译过程中，正确检验泛型结果后，会将泛型的相关信息擦除，并且在对象进入和离开方法的边界处添加类型检查和类型转换的方法。也就是说，成功编译过后的class文件中是不包含任何泛型信息的。
上述结论可通过下面反射的例子来印证：
ArrayList<String> a = new ArrayList<String>();
a.add("CSDN_SEU_Calvin");
Class c = a.getClass();
try{
Method method = c.getMethod("add",Object.class);
method.invoke(a,100);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}System.out.println(a);
因为绕过了编译阶段也就绕过了泛型，输出结果为：
[CSDN_SEU_Calvin, 100] 4．泛型类和泛型方法
如下，我们看一个泛型类和方法的使用例子，和未使用泛型的使用方法进行了对比，两者输出结果相同，在这里贴出来方便读者体会两者的差异。泛型接口的例子有兴趣可以去找一些资料，这里就不赘述了。
（1）使用泛型的情况
public static class FX<T> {
private T ob; // 定义泛型成员变量
public FX(T ob) {
this.ob = ob;
}
public T getOb() {
return ob;
}
public void showType() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
FX<Integer> intOb = new FX<Integer>(100);
intOb.showType();
System.out.println("value= " + intOb.getOb());
System.out.println("----------------------------------");
FX<String> strOb = new FX<String>("CSDN_SEU_Calvin");
strOb.showType();
System.out.println("value= " + strOb.getOb());
}（2）不使用泛型的情况
public static class FX {
private Object ob; // 定义泛型成员变量
public FX(Object ob) {
this.ob = ob;
}
public Object getOb() {
return ob;
}
public void showType() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
FX intOb = new FX(new Integer(100));
intOb.showType();
System.out.println("value= " + intOb.getOb());
System.out.println("----------------------------------");
FX strOb = new FX("CSDN_SEU_Calvin");
strOb.showType();
System.out.println("value= " + strOb.getOb());
}
两种写法输出结果均为：
T的实际类型是: java.lang.Integer
value= 100
----------------------------------
T的实际类型是: java.lang.String
value= CSDN_SEU_Calvin
5．通配符
为了引出通配符的概念，先看如下代码：
List<Integer> ex_int= new ArrayList<Integer>();
List<Number> ex_num = ex_int; //非法的
上述第2行会出现编译错误，因为Integer虽然是Number的子类，但List<Integer>不是List<Number>的子类。
假定第2行代码没有问题，那么我们可以使用语句ex_num.add(newDouble())在一个List中装入了各种不同类型的子类，这显然是不可以的，因为我们在取出List中的对象时，就分不清楚到底该转型为Integer还是Double了。因此，我们需要一个在逻辑上可以用来同时表示为List<Integer>和List<Number>的父类的一个引用类型，类型通配符应运而生。在本例中表示为List<?>即可。下面这个例子也说明了这一点，注释已经写的很清楚了。
public static void main(String[] args) {
FX<Number> ex_num = new FX<Number>(100);
FX<Integer> ex_int = new FX<Integer>(200);
getData(ex_num);
getData(ex_int);//编译错误
}
public static void getData(FX<Number> temp) { //此行若把Number换为“？”编译通过
//do something...
}
public static class FX<T> {
private T ob;
public FX(T ob) {
this.ob = ob;
}
}6．上下边界
看了下面这个上边界的例子就明白了，下界FX<? supers Number>的形式就不做过多赘述了。
public static void main(String[] args) {
FX<Number> ex_num = new FX<Number>(100);
FX<Integer> ex_int = new FX<Integer>(200);
getUpperNumberData(ex_num);
getUpperNumberData(ex_int);
}
public static void getUpperNumberData(FX<? extends Number> temp){
System.out.println("class type :" + temp.getClass());
}
public static class FX<T> {
private T ob;
public FX(T ob) {
this.ob = ob;
}
}7．泛型的好处
（1）类型安全。
通过知道泛型定义的变量类型限制，编译器可以更有效地提高Java程序的类型安全。
（2）消除强制类型转换。
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。所有的强制转换都是自动和隐式的。
（3）提高性能。
Lits list1 = new ArrayList();
list1.add("CSDN_SEU_Calvin ");
String str1 = (String)list1.get(0);
List<String> list2 = new ArrayList<String>();
list2.add("CSDN_SEU_Calvin ");
String str2 = list2.get(0);
对于上面的两段程序，由于泛型所有工作都在编译器中完成，javac编译出来的字节码是一样的（只是更能确保类型安全），那么何谈性能提升呢？是因为在泛型的实现中，编译器将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 的优化带来了可能。
8．泛型使用的注意事项
（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）泛型的类型参数可以有多个。
（3）不能对确切的泛型类型使用instanceof操作。如下面的操作是非法的，编译时会出错。
if(ex_num instanceof FX<Number>){
}
（4）不能创建一个确切的泛型类型的数组。下面使用Sun的一篇文档的一个例子来说明这个问题：
List<String>[] lsa = new List<String>[10]; // Not really allowed.
Object o = lsa;
Object[] oa = (Object[]) o;
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(3));
oa[1] = li; // Unsound, but passes run time store check
String s = lsa[1].get(0); // Run-time error: ClassCastException.
这种情况下，由于JVM泛型的擦除机制，在运行时JVM是不知道泛型信息的，所以可以给oa[1]赋上一个ArrayList<Integer>而不会出现异常，但是在取出数据的时候却要做一次类型转换，所以就会出现ClassCastException，如果可以进行泛型数组的声明，上面说的这种情况在编译期将不会出现任何的警告和错误，只有在运行时才会出错。
下面采用通配符的方式是被允许的：
List<?>[] lsa = new List<?>[10]; // OK, array of unbounded wildcard type.
Object o = lsa;
Object[] oa = (Object[]) o;
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(3));
oa[1] = li; // Correct.
Integer i = (Integer) lsa[1].get(0); // OK
9．List与List<?>
（1）List实际上也是List<Object>。List实际上表示持有任何Object类型的原生List。
（2）而List<?>表示具有某种特定类型的非原生List，只是我们不知道那种类型是什么。
泛型相关面试题：
1. Java中的泛型是什么 ? 使用泛型的好处是什么?
泛型是一种参数化类型的机制。它可以使得代码适用于各种类型，从而编写更加通用的代码，例如集合框架。
泛型是一种编译时类型确认机制。它提供了编译期的类型安全，确保在泛型类型（通常为泛型集合）上只能使用正确类型的对象，避免了在运行时出现ClassCastException。
2、Java的泛型是如何工作的 ? 什么是类型擦除 ?
泛型的正常工作是依赖编译器在编译源码的时候，先进行类型检查，然后进行类型擦除并且在类型参数出现的地方插入强制转换的相关指令实现的。
编译器在编译时擦除了所有类型相关的信息，所以在运行时不存在任何类型相关的信息。例如List<String>在运行时仅用一个List类型来表示。为什么要进行擦除呢？这是为了避免类型膨胀。
3. 什么是泛型中的限定通配符和非限定通配符 ?
限定通配符对类型进行了限制。有两种限定通配符，一种是<? extends T>它通过确保类型必须是T的子类来设定类型的上界，另一种是<? super T>它通过确保类型必须是T的父类来设定类型的下界。泛型类型必须用限定内的类型来进行初始化，否则会导致编译错误。另一方面<?>表示了非限定通配符，因为<?>可以用任意类型来替代。
4. List<? extends T>和List <? super T>之间有什么区别 ?
这和上一个面试题有联系，有时面试官会用这个问题来评估你对泛型的理解，而不是直接问你什么是限定通配符和非限定通配符。这两个List的声明都是限定通配符的例子，List<? extends T>可以接受任何继承自T的类型的List，而List<? super T>可以接受任何T的父类构成的List。例如List<? extends Number>可以接受List<Integer>或List<Float>。在本段出现的连接中可以找到更多信息。
5. 如何编写一个泛型方法，让它能接受泛型参数并返回泛型类型?
编写泛型方法并不困难，你需要用泛型类型来替代原始类型，比如使用T, E or K,V等被广泛认可的类型占位符。泛型方法的例子请参阅Java集合类框架。最简单的情况下，一个泛型方法可能会像这样:
public V put(K key, V value) {
return cache.put(key, value);
}
6. Java中如何使用泛型编写带有参数的类?
这是上一道面试题的延伸。面试官可能会要求你用泛型编写一个类型安全的类，而不是编写一个泛型方法。关键仍然是使用泛型类型来代替原始类型，而且要使用JDK中采用的标准占位符。
7. 编写一段泛型程序来实现LRU缓存?
对于喜欢Java编程的人来说这相当于是一次练习。给你个提示，LinkedHashMap可以用来实现固定大小的LRU缓存，当LRU缓存已经满了的时候，它会把最老的键值对移出缓存。LinkedHashMap提供了一个称为removeEldestEntry()的方法，该方法会被put()和putAll()调用来删除最老的键值对。
package com.java.oop.features;
import java.util.LinkedHashMap;
//构建基于LRU算法的缓存对象(简易)
//缓存满了要淘汰长时间不访问的对象
class LruCache<K,V> extends LinkedHashMap<K,V>{
LinkedHashMap<K,V> removeElements=
new LinkedHashMap<K, V>();//放移除的对象
private int maxCap;//记录最大容量
public LruCache(int cap) {
super((int)Math.ceil(cap/0.75f)+1,0.75f,true);//调用父类有参构造
this.maxCap=cap;
}
//当我们执行put方法时,每次都会调用此方法
//方法返回值为true时表示满了,此时可以移除数据
@Override
protected boolean removeEldestEntry(
java.util.Map.Entry<K, V> eldest) {
boolean flag= size()>maxCap;
if(flag) {
removeElements.put(eldest.getKey(), eldest.getValue());
}
return flag;
}
}
public class TestExtends02 {
public static void main(String[] args) {
LruCache<String,Object> cache=
new LruCache<>(3);
cache.put("A", 100);
cache.put("B", 200);
cache.put("C", 300);
cache.get("A");
cache.put("D", 400);
cache.put("E", 500);
System.out.println(cache);
System.out.println(cache.removeElements);
}
}输出结果:
{A=100, D=400, E=500}
{B=200, C=300}8. 你可以把List<String>传递给一个接受List<Object>参数的方法吗？
对任何一个不太熟悉泛型的人来说，这个Java泛型题目看起来令人疑惑，因为乍看起来String是一种Object，所以List<String>应当可以用在需要List<Object>的地方，但是事实并非如此。真这样做的话会导致编译错误。如果你再深一步考虑，你会发现Java这样做是有意义的，因为List<Object>可以存储任何类型的对象包括String, Integer等等，而List<String>却只能用来存储Strings。
List<Object> objectList;
List<String> stringList;
objectList = stringList; //compilation error incompatible types 9. Array中可以用泛型吗?
这可能是Java泛型面试题中最简单的一个了，当然前提是你要知道Array事实上并不支持泛型，这也是为什么Joshua Bloch在Effective Java一书中建议使用List来代替Array，因为List可以提供编译期的类型安全保证，而Array却不能。
10. 如何阻止Java中的类型未检查的警告?
如果你把泛型和原始类型混合起来使用，例如下列代码，Java 5的javac编译器会产生类型未检查的警告，例如List<String> rawList = new ArrayList()
注意: Hello.java使用了未检查或称为不安全的操作;
这种警告可以使用@SuppressWarnings("unchecked")注解来屏蔽。
11、Java中List<Object>和原始类型List之间的区别?
原始类型和带参数类型<Object>之间的主要区别是，在编译时编译器不会对原始类型进行类型安全检查，却会对带参数的类型进行检查，通过使用Object作为类型，可以告知编译器该方法可以接受任何类型的对象，比如String或Integer。这道题的考察点在于对泛型中原始类型的正确理解。它们之间的第二点区别是，你可以把任何带参数的泛型类型传递给接受原始类型List的方法，但却不能把List<String>传递给接受List<Object>的方法，因为会产生编译错误。
12、Java中List<?>和List<Object>之间的区别是什么?
这道题跟上一道题看起来很像，实质上却完全不同。List<?> 是一个未知类型的List，而List<Object>其实是任意类型的List。你可以把List<String>, List<Integer>赋值给List<?>，却不能把List<String>赋值给List<Object>。
List<?> listOfAnyType;
List<Object> listOfObject = new ArrayList<Object>();
List<String> listOfString = new ArrayList<String>();
List<Integer> listOfInteger = new ArrayList<Integer>();
listOfAnyType = listOfString; //legal
listOfAnyType = listOfInteger; //legal
listOfObjectType = (List<Object>) listOfString; //compiler error - in-convertible types
13、List<String>和原始类型List之间的区别.
该题类似于“原始类型和带参数类型之间有什么区别”。带参数类型是类型安全的，而且其类型安全是由编译器保证的，但原始类型List却不是类型安全的。你不能把String之外的任何其它类型的Object存入String类型的List中，而你可以把任何类型的对象存入原始List中。使用泛型的带参数类型你不需要进行类型转换，但是对于原始类型，你则需要进行显式的类型转换。
List listOfRawTypes = new ArrayList();
listOfRawTypes.add("abc");
listOfRawTypes.add(123); //编译器允许这样 - 运行时却会出现异常
String item = (String) listOfRawTypes.get(0); //需要显式的类型转换
item = (String) listOfRawTypes.get(1); //抛ClassCastException，因为Integer不能被转换为String
List<String> listOfString = new ArrayList();
listOfString.add("abcd");
listOfString.add(1234); //编译错误，比在运行时抛异常要好
item = listOfString.get(0); //不需要显式的类型转换 - 编译器自动转换 本篇博文是小白我在大神的肩膀上，吸收整理出来的。衷心感谢大神们的无私奉献、厚薄积发的精神，这种品质给我们小白在技术上的成长带来了很大的帮助。
参考：
https://blog.csdn.net/seu_calvin/article/details/52230032
https://blog.csdn.net/sunxianghuang/article/details/51982979
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「十豆三展」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/zz13995900221/article/details/79736057