Java泛型的核心概念与类型推导

Java泛型是编译期语法糖，运行时类型擦除，导致无法new T()、instanceof判泛型、静态方法不能用类类型参数等限制；类型推导仅依赖实参和目标类型，不回溯声明或反推返回值。

泛型不是类型，是编译期的语法糖

Java 泛型在运行时完全不存在——ArrayList 和 ArrayList 的字节码里都是 ArrayList。JVM 看不到泛型参数，所有类型信息都在编译阶段被擦除（type erasure）。这意味着：

• 不能用 new T() 或 T.class，因为 T 在运行时已不存在
• instanceof 无法判断泛型实际类型，比如 if (list instanceof ArrayList) 是编译错误
• 静态方法中无法直接使用类声明的类型参数，必须显式声明为泛型方法： T getFirst(List list)
• 数组创建受限：new ArrayList[10] 编译失败，只能写 new ArrayList[10]（丢失泛型安全性）

类型推导发生在调用点，不是声明点

Java 的类型推导（type inference）只在方法调用时发生，且依赖实参类型、目标类型（target type）和返回值上下文。它不回溯分析变量声明或字段类型。

• 构造器推导需显式指定（除非用静态工厂）：new ArrayList() 中的 不能省略；但 Arrays.asList("a", "b") 能推导出 List
• 目标类型影响推导结果：

  Function f = s -> s.length(); // 推导成功  
  Function g = s -> s.toString().length(); // 编译失败：s 类型被推为 Object，但 toString() 不在 Object 上？错——其实是 lambda 参数类型由目标接口决定，此处 s 是 Object，没问题；但返回值 length() 是 int，需装箱为 Integer 才能匹配 Number，而 Java 不自动将 Integer 视为 Number 的子类型用于推导——实际失败点在协变兼容性不足

• 链式调用易失效：Stream.of(1,2,3).map(x -> x * 2).collect(Collectors.toList()) 中，toList() 返回 List，但若写成 collect(() -> new ArrayList(), (l,x) -> l.add(x), (a,b) -> a.addAll(b))，则推导可能退化为 List，因无目标类型约束

通配符 ? 不是“任意类型”，而是受限的类型变量

? 是一个未知但**具体**的类型，不是 Object 的同义词。它代表某个尚未命名的单一类型，因此有严格的操作限制。

• List> 可读不可写（除了 null）：因为编译器不知道这个“某类型”到底是什么，add("s") 和 add(42) 都不安全
• List extends Number> 支持读取为 Number，但不能 add 任何具体子类（包括 new Integer(1)），因为可能是 List，加 Integer 就破坏类型安全
• List super Integer> 支持写入 Integer 及其子类（如 AtomicInteger），但读取只能当 Object——因为下界只知道是 Integer 的父类，可能是 Object、Number 或 Serializable
• 不要混用通配符和泛型方法：比如 void process(List) 比 void process(List>) 更灵活，前者可对 T 做操作，后者几乎只能判空或转数组

泛型方法的类型参数必须靠实参或目标类型触发推导

泛型方法的类型参数不会从返回类型反推，也不会从方法体内部逻辑推断。它只看调用时传入的实参类型，或赋值的目标类型。

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• 以下写法会失败：

   T identity(T t) { return t; }  
  String s = identity(null); // 编译错误：无法推导 T

  因为 null 没有类型，且无目标类型约束（左侧虽有 String，但 Java 8+ 的目标类型推导不覆盖这种场景）
• 正确做法之一是显式指定：identity(null)；或提供非 null 实参：identity("hello") → T = String
• 若方法返回泛型数组，必须传入 Class 来绕过擦除：

   T[] toArray(List list, Class clazz) {  
      @SuppressWarnings("unchecked")  
      T[] arr = (T[]) new Object[list.size()];  
      // ...  
      return arr;  
  }

  否则无法创建真正带泛型的数组

泛型擦除和推导规则共同决定了你能写什么、不能写什么。最常被忽略的是：类型推导不跨语句、不通读写、不猜意图——它只认实参、目标类型和接口签名。写泛型代码时，少依赖“应该能推出来”，多用显式类型标注或静态工厂来锁定行为。