在Java里什么是泛型_Java类型安全机制解析

泛型是编译期类型检查机制，非语法糖；其核心价值在于javac阶段拦截不安全操作，如ArrayList add(123)编译报错，而非运行时ClassCastException。

泛型不是语法糖，是编译期类型检查机制

Java泛型在字节码层面被擦除（type erasure），但它的核心价值不在运行时，而在编译期拦截不安全的类型操作。比如 ArrayList 不能 add(123)，这个错误在 javac 阶段就报错，而不是等到运行时抛 ClassCastException。

常见误解是“泛型只是为了写起来方便”，其实它直接改变了 API 的契约表达能力——方法签名里出现 ，就是在声明：调用者必须提供一个具体类型，且该类型会贯穿整个方法逻辑链。

• 泛型类、泛型方法、通配符（? extends T / ? super T）各自解决不同场景：前者约束实例，后者约束参数传递边界
• 原始类型（raw type）如 ArrayList 会绕过所有泛型检查，编译器只发警告（unchecked），但这是危险的退化行为
• 不能用基本类型实例化泛型，List 是非法的，必须写 List；自动装箱不解决泛型擦除问题

为什么 ArrayList.get() 返回 Object，却能赋值给 String？

因为编译器在调用点插入了隐式强制转换。看这段代码：

ArrayList list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
String s = list.get(0); // 编译后实际是：String s = (String) list.get(0);

这个转型由编译器自动补全，并受泛型声明保护——如果 list 是 ArrayList，这行就会编译失败。所以不是 JVM 支持泛型，而是 javac 在擦除前做了类型推导和插入检查。

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• 擦除后 ArrayList 和 ArrayList 都变成 ArrayList，所以无法通过反射获取泛型实际类型（list.getClass().getTypeParameters() 拿不到 String）
• 数组和泛型不兼容：new ArrayList[10] 编译失败，因为泛型类型不可具体化（not reifiable）
• 静态方法/字段不能引用所在类的类型参数，static T value 是非法的

PECS 原则：什么时候用 extends，什么时候用 super？

这是泛型通配符最易混淆的点。记住一句话：Producer Extends, Consumer Super。即，如果你要从集合中「取」数据（producer），用 ? extends T；如果你要往集合中「放」数据（consumer），用 ? super T。

例如：

List nums = new ArrayList(); // ✅ 可以 get() → 得到 Number 或子类
nums.add(3.14); // ❌ 编译错误：不知道具体是 Integer 还是 Double，不敢让写

List ints = new ArrayList(); // ✅ 可以 add(Integer)
ints.get(0); // ❌ 返回 Object，只能当 Object 用

• ? extends T 允许读取，但禁止写入（除了 null）
• ? super T 允许写入 T 及其子类，但读取只能当 Object
• 无界通配符 ? 等价于 ? extends Object，适合只调用 size()、isEmpty() 这类不依赖元素类型的方法

泛型方法比类泛型更灵活，但容易误用类型参数名

泛型方法的类型参数作用域仅限于该方法，和类的类型参数无关。常见错误是把方法类型参数和类参数同名，导致遮蔽（shadowing）：

class Box {
     T pick(T a, T b) { return a; } // ❌ T 遮蔽了类的 T，两者完全无关
}

应改用不同名称，比如 ，或直接利用类参数：

class Box {
    T pick(T a, T b) { return a; } // ✅ 复用类泛型，语义清晰
     U convert(U u) { return u; } // ✅ 明确是新类型
}