Android：写了这么多代码，你真的理解泛型吗？

2020-07-27 本文已影响0人木木玩Android

在我们的实际工作中 泛型(Generics) 是无处不在的，我们也写过不少，看到的更多，如，源码、开源框架... 随处可见，但是，我们真正理解泛型吗？理解多少呢？例如：Box 、Box<Object> 、Box<?> 、Box<T> 、Box<? extends T> 、Box<? super T> 之间的区别是什么？本篇文章将会对 泛型(Generics) 进行全面的解析，让我们对泛型有更深入的理解。

本篇文章的示例代码放在 Github 上，所有知识点，如图：

Lucy 喜欢吃🍊（为什么要使用泛型）

首先，通过一个盘子装水果小故事来打开我们的泛型探索之旅（我们为什么要使用泛型），故事场景如下：

Lucy 到 James 家做客，James 需要招待客人，且知道 Lucy 喜欢吃橘子🍊，于是使用水果盘装满了🍊来招待客人

这个场景怎么用代码表现呢，我们来新建几个类，如下：

Fruit：水果类

package entity;

public class Fruit {

    @Override
    public String toString() {

        return "This is Fruit";
    }
}
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Apple：苹果类，继承水果类

package entity;

public class Apple extends Fruit {

    @Override
    public String toString() {

        return " Apple 🍎";
    }
}
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Orange：橘子类，继承水果类

package entity;

public class Orange extends Fruit {

    @Override
    public String toString() {

        return " Orange 🍊";
    }
}
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Plate：水果盘接口

package entity;

public interface Plate<T> {

    public void set(T t);

    public T get();

}
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FruitPlate：水果盘类，实现水果盘接口

package entity;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FruitPlate implements Plate {

    private List items = new ArrayList(6);

    @Override
    public void set(Object o) {
        items.add(o);
    }

    @Override
    public Fruit get() {
        int index = items.size() - 1;
        if(index >= 0) return (Fruit) items.get(index);
        return null;
    }

}
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AiFruitPlate：智能水果盘，实现水果盘接口

package entity;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * 使用泛型类定义
 * @param <T>
 */
public class AiFruitPlate<T> implements Plate<T> {

    private List<T> fruits = new ArrayList<T>(6);
    @Override
    public void set(T t) {
        fruits.add(t);
    }

    @Override
    public T get() {
        int index = fruits.size() - 1;
        if(index >= 0) return fruits.get(index);
        return null;
    }
}
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Person：人类

package entity;

public class Person {

}
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Lucy：Lucy类，继承 Person 类，她拥有吃橘子的能力 eat

import entity.Orange;
import entity.Person;

public class Lucy extends Person {

    public void eat(Orange orange) {

        System.out.println("Lucy like eat" + orange);

    }

}
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James：James类，继承 Person 类，他拥有获取水果盘的能力 getAiFruitPlate

import entity.*;

public class James extends Person {

    public FruitPlate getPlate() {
        return new FruitPlate();
    }

    public AiFruitPlate getAiFruitPlate() {
        return new AiFruitPlate();
    }

    public void addFruit(FruitPlate fruitPlate, Fruit fruit) {
        fruitPlate.set(fruit);
    }

    public void add(AiFruitPlate<Orange> aiFruitPlate, Orange orange) {
        aiFruitPlate.set(orange);
    }

}
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Scenario：测试类

import entity.*;

public class Scenario {

    public static void main(String[] args) {
        scenario1();
        scenario2();
    }
    //没有使用泛型
    private static void scenario1() {
        James james = new James();
        Lucy lucy = new Lucy();
        FruitPlate fruitPlate = james.getPlate(); // James 拿出水果盘
        james.addFruit(fruitPlate,new Orange()); // James 往水果盘里装橘子
        lucy.eat((Orange) fruitPlate.get()); // 需要转型为 Orange
    }
    //使用了泛型
    private static void scenario2() {
        James james = new James();
        Lucy lucy = new Lucy();
        AiFruitPlate<Orange> aiFruitPlate = james.getAiFruitPlate(); // James 拿出智能水果盘（知道你需要装橘子）
        james.add(aiFruitPlate, new Orange()); // James 往水果盘里装橘子（如果，装的不是橘子会提醒）
        lucy.eat(aiFruitPlate.get()); // 不需要转型
    }

}
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运行结果，如下：

Lucy like eat  Orange 🍊
Lucy like eat  Orange 🍊

Process finished with exit code 0
复制代码

我们可以很明显的看出，使用了泛型之后，不需要类型转换，如果，我们把 scenario1() 方法，稍微改下，如下：

    private static void scenario1() {
        James james = new James();
        Lucy lucy = new Lucy();
        FruitPlate fruitPlate = james.getPlate();
        james.addFruit(fruitPlate,new Apple()); //new Orange() 改成 new Apple()
        lucy.eat((Orange) fruitPlate.get());
    }
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编译器不会提示有问题，但是运行之后报错，如下：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: entity.Apple cannot be cast to entity.Orange
    at Scenario.scenario1(Scenario.java:21)
    at Scenario.main(Scenario.java:7)

Process finished with exit code 1
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而，我们把 scenario2() （使用了泛型）做出同样的修改，如下：

    private static void scenario2() {
        James james = new James();
        Lucy lucy = new Lucy();
        AiFruitPlate<Orange> aiFruitPlate = james.getAiFruitPlate();
        james.add(aiFruitPlate, new Apple());
        lucy.eat(aiFruitPlate.get());
    }
复制代码

编译器，会提示我们有错误，如图：

通过以上案例，很清晰的知道我们为什么要使用泛型，如下：

消除类型转换
在编译时进行更强的类型检查
增加代码的复用性

泛型类(Generic Class)

泛型类是通过类型进行参数化的类，这样说可能不是很好理解，之后我们用代码演示。

普通类(A Simple Class)

首先，我们来定义一个普通的类，如下：

package definegeneric;

public class SimpleClass {

    private Object object;

    public Object getObject() {
        return object;
    }

    public void setObject(Object object) {
        this.object = object;
    }
}
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它的 get 、set 方法接受和返回一个 Object，所以，我们可以随意的传递任何类型。在编译时无法检查类型的使用，我们可以传入 Integer 且取出 Integer，也可以传入 String ，从而容易导致运行时错误。

泛型类(A Generic Class)

泛型类的定义格式如下：

class name<T1,T2,...,Tn>{
  ...
}
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在类名之后的 <> 尖括号，称之为类型参数(类型变量)，定义一个泛型类就是使用 <> 给它定义类型参数：T1、T2 ... Tn。

然后，我们把 SimpleClass 改成泛型类，如下：

package definegeneric;

public class GenericClass<T> {

    private T t;

    public T getT() {
        return t;
    }

    public void setT(T t) {
        this.t = t;
    }
}
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所以的 object 都替换成为 T，类型参数可以定义为任何的非基本类型，如：class类型、interface类型、数组类型、甚至是另一个类型参数。

调用和实例化泛型类型(nvoking and Instantiating a Generic Type)

要想使用泛型类，必须执行泛型类调用，如：

GenericClass<String> genericClass;
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泛型类的调用类似于方法的调用(传递了一个参数)，但是，我们没有将参数传递给方法，而是，将类型参数(String)传递给了 GenericClass 类本身。

此代码不会创建新的 GenericClass 对象，它只是声明了 genericClass 将保存对 String 的引用

要实例化此类，要使用 new 关键字，如：

GenericClass<String> genericClass = new GenericClass<String>();
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或者

GenericClass<String> genericClass = new GenericClass<>();
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在 Java SE 7 或更高的版本中，编译器可以从上下文推断出类型参数，因此，可以使用 <> 替换泛型类的构造函数所需的类型参数

类型参数命名规范(Type Parameter Naming Conventions)

我们的类型参数是否一定要写成 T 呢，按照规范，类型参数名称是单个大写字母。

常用的类型参数名称有，如：

类型参数	含义
E	Element
K	Key
N	Number
V	Value
S,U,V...	2nd, 3rd, 4th type

多类型参数(Multiple Type Parameters)

泛型类可以有多个类型参数，如：

public interface MultipleGeneric<K,V> {
    public K getKey();
    public V getValue();
}

public class ImplMultipleGeneric<K, V> implements MultipleGeneric<K, V> {

    private K key;
    private V value;

    public ImplMultipleGeneric(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    @Override
    public K getKey() {
        return key;
    }

    @Override
    public V getValue() {
        return value;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MultipleGeneric<String, Integer> m1 = new ImplMultipleGeneric<String, Integer>("per",6);
        System.out.println("key:" + m1.getKey() + ", value:" + m1.getValue());

        MultipleGeneric<String,String> m2 = new ImplMultipleGeneric<String, String>("per","lsy");
        System.out.println("key:" + m2.getKey() + ", value:" + m2.getValue());
    }
}
复制代码

输出结果：

key:per, value:6
key:per, value:lsy

Process finished with exit code 0
复制代码

如上代码，new ImplMultipleGeneric 将 K 实例化为 String，将 V 实例化为 Integer ，因此， ImplMultipleGeneric 构造函数参数类型分别为 String 和 Integer,在编写 new ImplMultipleGeneric 代码时，编辑器会自动填写 <> 的值

由于，Java 编译器会从声明 ImplMultipleGeneric 推断出 K 和 V 的类型，因此我们可以简写为，如下：

MultipleGeneric<String, Integer> m1 = new ImplMultipleGeneric<>("per",6);
System.out.println("key:" + m1.getKey() + ", value:" + m1.getValue());

MultipleGeneric<String,String> m2 = new ImplMultipleGeneric<>("per","lsy");
System.out.println("key:" + m2.getKey() + ", value:" + m2.getValue());
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泛型接口(Generic Interface)

定义泛型接口和定义泛型类相似(泛型类的技术可同用于泛型接口)，如下：

interface name<T1,T2,...,Tn>{
  ...
}
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我们来定义一个泛型接口，如下：

package definegeneric;

public interface Genertor<T> {
    public T next();
}
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那么，如何实现一个泛型接口呢，我们使用两种方式来实现泛型接口，如下：

使用泛型类，实现泛型接口，且不指定确切的类型参数，所以，实现的 next() 返回值自动变成 T

package definegeneric.impl;

import definegeneric.Genertor;

public class ImplGenertor<T> implements Genertor<T> {

    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}
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使用普通类，实现泛型接口，且指定确切的类型参数为 String，所以，实现的 next() 返回值自动变成 String

package definegeneric.impl;

import definegeneric.Genertor;

public class ImplGenertor2 implements Genertor<String> {

    @Override
    public String next() {
        return null;
    }
}
复制代码

泛型方法(Generic Methods)

泛型方法使用了类型参数的方法，泛型方法比较独立，可以声明在普通类、泛型类、普通接口、泛型接口中。

泛型方法定义格式，如下：

public <K, V> boolean compare(Pair<K, V> p1, Pair<K, V> p2)
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泛型方法的类型参数列表，在 <> 内，该列表必须在方法返回类型之前；对于静态的泛型方法，类型参数必须在 static 之后，方法返回类型之前。

普通类里定义泛型方法(Generic methods in a Simple Class)

我们在普通类中定义泛型方法，如下：

package methodgeneric;

public class MethodGeneric {

    //定义一个泛型方法
    public <T> T genericMethod(T...t) {
        return t[t.length/2];
    }

    public static void main(String[] args) {
        MethodGeneric methodGeneric = new MethodGeneric();
        System.out.println(methodGeneric.<String>genericMethod("java","dart","kotlin"));
    }
}
复制代码

methodGeneric.<String>genericMethod("java","dart","kotlin") 通常可以省略掉 <> 的内容，编译器将推断出所需的类型，和调用普通方法一样，如：

methodGeneric.genericMethod("java","dart","kotlin")
复制代码

泛型类里定义泛型方法(Generic methods in a Generic Class)

我们在泛型类中定义泛型方法，如下：

package methodgeneric;

public class MethodGeneric2 {

    static class Fruit{

        @Override
        public String toString() {
            return "fruit";
        }
    }

    static class Apple extends Fruit {

        @Override
        public String toString() {
            return "Apple";
        }
    }

    static class Person{

        @Override
        public String toString() {
            return "person";
        }
    }
    //定义了泛型类
    static class ShowClass<T> {
        //定义了普通方法
        public void show1(T t){
            System.out.println(t.toString());
        }
        //定义了泛型方法
        public <E> void show2(E e) {
            System.out.println(e.toString());
        }
        //定义了泛型方法
        public <T> void show3(T t) {
            System.out.println(t.toString());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        Apple apple = new Apple();
        Person person = new Person();

        ShowClass<Fruit> showClass = new ShowClass<>();
        showClass.show1(apple);   //可以放入 apple，因为 apple 是 fruit 的子类
        showClass.show1(person); //此时，编译器会报错，因为 ShowClass<Fruit> 已经限定类型

        showClass.show2(apple); //可以放入，泛型方法 <E> 可以是任何非基本类型
        showClass.show2(person);//可以放入，泛型方法 <E> 可以是任何非基本类型

        showClass.show3(apple); //可以放入，泛型方法 <T> 和泛型类中的 <T> 不是同一条 T，可以是任何非基本类型
        showClass.show3(person); //可以放入，泛型方法 <T> 和泛型类中的 <T> 不是同一条 T，可以是任何非基本类型
    }
}
复制代码

在泛型类中定义泛型方法时，需要注意，泛型类里的泛型参数 <T> 和泛型方法里的泛型参数 <T>不是同一个。

限定类型参数(Bounded Type Parameters)

我们经常看到类似 public <U extends Number> void inspect(U u) 的代码，<U extends Number>就是限制类型参数，只对数字进行操作且只接受 Number 或其子类。

要声明一个限定的类型参数，需要在参数类型后加上 extends 关键字，然后是其上限类型(类或接口)。

限定类型参数的泛型类(Generic Class of Bounded Type Parameters)

泛型类也可以使用限定类型参数，如下：

package boundedgeneric;

public class BoundedClass<T extends Comparable> {

    private T t;

    public void setT(T t) {
        this.t = t;
    }

    public T min(T outter){
        if(this.t.compareTo(outter) > 0)
            return outter;
        else
            return this.t;
    }

    public static void main(String[] args) {
        BoundedClass<String> boundedClass = new BoundedClass<>(); //只能传入实现了 Comparable 接口的类型
        boundedClass.setT("iOS");
        System.out.println(boundedClass.min("android"));
    }
}
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限定类型参数的泛型方法(Generic methods of Bounded Type Parameters)

泛型方法也可以使用限定类型参数，如下：

package boundedgeneric;

public class BoundedGeneric {

    public static <T extends Comparable> T min(T a, T b) {
        if (a.compareTo(b) < 0)
            return a;
        else
            return b;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(BoundedGeneric.min(66,666));
    }
}
复制代码

多重限定(Multiple Bounds)

限定类型参数，也可以为多个限定，如：

<T extends B1 & B2 & B3>
复制代码

多个限定参数，如果其中有类，类必须放在第一个位置，例如：

interface A { ... }
interface B { ... }
class C { ... }

class D <T extends C & A & B>
复制代码

泛型，继承和子类型(Generics, Inheritance, and Subtypes)

在前面的盘子装水果小故事里我们已经创建好了一些水果类，如下：

public class Fruit {
    @Override
    public String toString() {
        return "This is Fruit";
    }
}

public class Apple extends Fruit {
    @Override
    public String toString() {
        return " Apple 🍎";
    }
}

public class Orange extends Fruit {
    @Override
    public String toString() {
        return " Orange 🍊";
    }
}

public class QIOrange extends Orange {
    @Override
    public String toString() {
        return "qi Orange 🍊";
    }
}
复制代码

他们的继承关系，如图：

众所周知，我们可以把子类赋值给父类，例如：

Apple apple = new Apple();
Fruit fruit = new Fruit();
fruit = apple;
复制代码

泛型也是如此，我们定义一个水果盘子的泛型类，如下：

public class FruitPlateGen<Fruit> implements Plate<Fruit> {

    private List<Fruit> fruits = new ArrayList<>(6);

    @Override
    public void set(Fruit fruit) {
        fruits.add(fruit);
    }

    @Override
    public Fruit get() {
        int index = fruits.size() - 1;
        if(index >= 0) return fruits.get(index);
        return null;
    }
}
复制代码

所以，是 Fruit 的子类都可以放入水果盘里，如下：

FruitPlateGen<Fruit> fruitPlate = new FruitPlateGen<Fruit>();
fruitPlate.set(new Apple());
fruitPlate.set(new Orange());
复制代码

现在，James 可以获取盘子，如下：

public class James extends Person {
    public FruitPlateGen getAiFruitPlateGen(FruitPlateGen<Fruit> plate) {
        return new FruitPlateGen();
    }
}
复制代码

如是，James 想获取放橘子的盘子，如下：

James james = new James();
james.getAiFruitPlateGen(new FruitPlateGen<Fruit>()); //获取成功
james.getAiFruitPlateGen(new FruitPlateGen<Orange>()); //编译器报错
复制代码

虽然，Orange 是 Fruit 的子类，但是，FruitPlateGen<Orange> 不是 FruitPlateGen<Fruit> 的子类，所以，不能传递产生继承关系。

泛型类和子类型(Generic Classes and Subtyping)

我们可以通过继承(extends)或实现(implements)泛型类或接口，例如：

private static class ExtendFruitPlate<Orange> extends FruitPlateGen<Fruit> {

}
复制代码

此时，ExtendFruitPlate<Orange> 就是 FruitPlateGen<Fruit> 的子类，James 再去拿盘子，就不会有错误提示：

james.getAiFruitPlateGen(new ExtendFruitPlate<Orange>());
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通配符(Wildcards)

我们经常看到类似 List<? extends Number> 的代码，? 就是通配符，表示未知类型。

上限通配符(Upper Bounded Wildcards)

我们可以使用上限通配符来放宽对变量的限制，例如，上文提到的 FruitPlateGen<Fruit> 和 FruitPlateGen<Orange>() 就可以使用上限通配符。

我们来改写一下 getAiFruitPlateGen 方法，如下：

public FruitPlateGen getAiFruitPlateGen2(FruitPlateGen<? extends Fruit> plate) {
    return new FruitPlateGen();
}
复制代码

这时候，James 想获取放橘子的盘子，如下：

James james = new James();
james.getAiFruitPlateGen2(new FruitPlateGen<Fruit>()); //获取成功
james.getAiFruitPlateGen2(new FruitPlateGen<Orange>()); //获取成功
复制代码

上限通配符 FruitPlateGen<? extends Fruit> 匹配 Fruit 和 Fruit 的任何子类型，所以，我们可以传入 Apple、Orange 都没有问题。

下限通配符(Lower Bounded Wildcards)

上限通配符将未知类型限定为该类型或其子类型，使用 extends 关键字，而下限通配符将未知类型限定为该类型或其父类型，使用 super 关键字。

我们再来宽展一下 getAiFruitPlateGen 方法，如下：

public FruitPlateGen getAiFruitPlateGen3(FruitPlateGen<? super Apple> plate) {
    return new FruitPlateGen();
}
复制代码

这时候，James 只能获取 FruitPlateGen<Fruit> 和 FruitPlateGen<Apple> 的盘子，如下：

James james = new James();
james.getAiFruitPlateGen3(new FruitPlateGen<Apple>());
james.getAiFruitPlateGen3(new FruitPlateGen<Fruit>());
复制代码

下限通配符 FruitPlateGen<? super Apple> 匹配 Apple 和 Apple 的任何父类型，所以，我们可以传入 Apple、Fruit。

通配符和子类型(Wildcards and Subtyping)

在泛型，继承和子类型章节有讲到，虽然，Orange 是 Fruit 的子类，但是，FruitPlateGen<Orange> 不是 FruitPlateGen<Fruit> 的子类。但是，你可以使用通配符在泛型类或接口之间创建关系。

我们再来回顾下 Fruit 的继承关系，如图：

代码，如下：

Apple apple = new Apple();
Fruit fruit = apple;
复制代码

这个代码是没有问题的，Fruit 是 Apple 的父类，所以，可以把子类赋值给父类。

代码如下：

List<Apple> apples = new ArrayList<>();
List<Fruit> fruits = apples; // 编辑器报错
复制代码

因为，List<Apple> 不是 List<Fruit> 的子类，实际上这两者无关，那么，它们的关系是什么？如图：

List<Apple> 和 List<Fruit> 的公共父级是 List<?>。

我们可以使用上下限通配符，在这些类之间创建关系，如下：

List<Apple> apples = new ArrayList<>();
List<? extends Fruit> fruits1 = apples; // OK
List<? super Apple> fruits2 = apples; // OK
复制代码

下图展示了上下限通配符声明的几个类的关系，如图：

PECS原则(Producer extends Consumer super)

在上文中有 FruitPlateGen 水果盘子的类，我们尝试使用上下限通配符来实例化水果盘，代码如下：

Apple apple = new Apple();
Orange orange = new Orange();
Fruit fruit = new Fruit();

FruitPlateGen<? extends Fruit> fruitPlateGen = new FruitPlateGen<>();
fruitPlateGen.set(apple); // error
fruitPlateGen.set(orange); // error
fruitPlateGen.set(fruit); // error
Fruit fruit1 = fruitPlateGen.get(); // OK
Orange orange1 = fruitPlateGen.get(); // error
Apple apple1 = fruitPlateGen.get(); // error
复制代码

上限通配符无法 set 数据，但是，可以 get 数据且只能 get 到其上限 Fruit，所以，上限通配符可以安全的访问数据。

在来看一下代码，如下：

FruitPlateGen<? super Apple> fruitPlateGen1 = new FruitPlateGen<>();
fruitPlateGen1.set(apple); // OK
fruitPlateGen1.set(orange); // error
fruitPlateGen1.set(fruit); // error
Object object = fruitPlateGen1.get(); // OK
Fruit fruit2 = fruitPlateGen1.get(); // error
Apple apple2 = fruitPlateGen1.get(); // error
Orange orange2 = fruitPlateGen1.get(); // error
复制代码

下限通配符可以且只能 set 其下限 Apple，也可以 get 数据，但只能用 Object 接收(因为Object是所有类型的父类，这是一个特例)，所以，下限通配符可以安全的写入数据。

所以，在使用上下限通配符时，可以遵循以下准则：

如果你只需要从集合中获得类型T , 使用<? extends T>通配符
如果你只需要将类型T放到集合中, 使用<? super T>通配符
如果你既要获取又要放置元素，则不使用任何通配符

类型擦除(Type Erasure)

Java 语言使用类型擦除机制实现了泛型，类型擦除机制，如下：

编译器会把所有的类型参数替换为其边界(上下限)或 Object，因此，编译出的字节码中只包含普通类、接口和方法。
在必要时插入类型转换，已保持类型安全
生成桥接方法以在扩展泛型类时保持多态性

泛型类型的擦除(Erasure of Generic Types)

Java 编译器在擦除过程中，会擦除所有类型参数，如果类型参数是有界的，则替换为第一个边界，如果是无界的，则替换为 Object。

我们定义了一个泛型类，代码如下：

public class Node<T> {
  private T data;
  private Node<T> next;
  public Node(T data, Node<T> next) { this.data = data;
  this.next = next;
}
  public T getData() { return data; }
  ...
}
复制代码

由于类型参数 T 是无界的，因此，Java 编译器将其替换为 Object，如下：

public class Node {
  private Object data;
  private Node next;
  public Node(Object data, Node next) { this.data = data;
  this.next = next;
}
  public Object getData() { return data; }
  ...
}
复制代码

我们再来定义一个有界的泛型类，代码如下：

public class Node<T extends Comparable<T>> {
  private T data;
  private Node<T> next;
  public Node(T data, Node<T> next) { this.data = data;
  this.next = next;
}
  public T getData() { return data; }
  ...
}
复制代码

Java 编译器其替换为第一个边界 Comparable，如下：

public class Node {
  private Comparable data;
  private Node next;
  public Node(Comparable data, Node next) { this.data = data;
  this.next = next;
}
  public Comparable getData() { return data; }
  ...
}
复制代码

泛型方法的擦除(Erasure of Generic Methods)

Java 编译器同样会擦除泛型方法中的类型参数，例如：

public static <T> int count(T[] anArray, T elem) {
  int cnt = 0;
  for (T e : anArray)
}
复制代码

由于 T 是无界的，因此，Java 编译器将其替换为 Object，如下：

public static int count(Object[] anArray, Object elem) {
  int cnt = 0;
  for (Object e : anArray) if (e.equals(elem))
}
复制代码

如下代码：

class Shape {  ...  }
class Circle extends Shape {  ...  } 
class Rectangle extends Shape {  ...  }
复制代码

有一个泛型方法，如下：

public static<T extends Shape> void draw(T shape){
  ...
}
复制代码

Java 编译器将用第一个边界 Shape 替换 T，如下：

public static void draw(Shape shape){
  ...
}
复制代码

桥接方法(Bridge Methods)

有时类型擦除会导致无法预料的情况，如下：

public class Node<T> {
  public T data;
  public Node(T data) { this.data = data; }
  public void setData(T data) { 
    System.out.println("Node.setData"); 
    this.data = data;
  } 
}
public class MyNode extends Node<Integer> {
  public MyNode(Integer data) { super(data); }
  public void setData(Integer data) { 
    System.out.println("MyNode.setData"); 
    super.setData(data);
  } 
}
复制代码

类型擦除后，代码如下：

public class Node {
  public Object data;
  public Node(Object data) { this.data = data; }
  public void setData(Object data) { 
    System.out.println("Node.setData"); 
    this.data = data;
  } 
}
public class MyNode extends Node {
  public MyNode(Integer data) { super(data); }
  public void setData(Integer data) { 
    System.out.println("MyNode.setData");
    super.setData(data);
  } 
}
复制代码

此时，Node 的方法变为 setData(Object data) 和 MyNode 的 setData(Integer data) 不会覆盖。

为了解决此问题并保留泛型类型的多态性，Java 编译器会生成一个桥接方法，如下：

class MyNode extends Node {
  // 生成的桥接方法
  public void setData(Object data) {
      setData((Integer) data);
  }
  public void setData(Integer data) { 
    System.out.println("MyNode.setData"); 
    super.setData(data);
  }
  ...
}
复制代码

这样 Node 的方法 setData(Object data) 和 MyNode 生成的桥接方法 setData(Object data)可以完成方法的覆盖。

泛型的限制(Restrictions on Generics)

为了有效的使用泛型，需要考虑以下限制：

无法实例化具有基本类型的泛型类型
无法创建类型参数的实例
无法声明类型为类型参数的静态字段
无法将Casts或instanceof与参数化类型一起使用
无法创建参数化类型的数组
无法创建，捕获或抛出参数化类型的对象
无法重载每个重载的形式参数类型都擦除为相同原始类型的方法

无法实例化具有基本类型的泛型类型

代码如下：

class Pair<K, V> {
  private K key;
  private V value;
  public Pair(K key, V value) { 
    this.key = key;
    this.value = value; 
  }
  ...
}
复制代码

创建对象时，不能使用基本类型替换参数类型：

Pair<int, char> p = new Pair<>(8, 'a'); // error
复制代码

无法创建类型参数的实例

代码如下：

public static <E> void append(List<E> list) {
   E elem = new E(); // error 
   list.add(elem);
}
复制代码

无法声明类型为类型参数的静态字段

代码如下：

public class MobileDevice<T> {
  private static T os; // error
  ...
}
复制代码

类的静态字段是所有非静态对象共享的变量，因此，不允许使用类型参数的静态字段。

无法将Casts或instanceof与参数化类型一起使用

代码如下：

public static <E> void rtti(List<E> list) {
  if (list instanceof ArrayList<Integer>) { // error
    ...
  } 
}
复制代码

Java 编译器会擦除所有类型参数，所有，无法验证在运行时使用的参数化类型。

无法创建参数化类型的数组

代码如下：

List<Integer>[] arrayOfLists = new List<Integer>[2]; // error
复制代码

无法创建，捕获或抛出参数化类型的对象

代码如下：

class MathException<T> extends Exception {  ...  } // error
class QueueFullException<T> extends Throwable{ ... } // error
复制代码

无法重载每个重载的形式参数类型都擦除为相同原始类型的方法

代码如下：

public class Example {
  public void print(Set<String> strSet) { }
  public void print(Set<Integer> intSet) { }
}
复制代码

print(Set<String> strSet) 和 print(Set<Integer> intSet) 在类型擦除后是完全相同的类型，所以，无法重载。

题外话

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Android：写了这么多代码，你真的理解泛型吗？

Lucy 喜欢吃🍊（为什么要使用泛型）

泛型类(Generic Class)

普通类(A Simple Class)

泛型类(A Generic Class)

调用和实例化泛型类型(nvoking and Instantiating a Generic Type)

类型参数命名规范(Type Parameter Naming Conventions)

多类型参数(Multiple Type Parameters)

泛型接口(Generic Interface)

泛型方法(Generic Methods)

普通类里定义泛型方法(Generic methods in a Simple Class)

泛型类里定义泛型方法(Generic methods in a Generic Class)

限定类型参数(Bounded Type Parameters)

限定类型参数的泛型类(Generic Class of Bounded Type Parameters)

限定类型参数的泛型方法(Generic methods of Bounded Type Parameters)

多重限定(Multiple Bounds)

泛型，继承和子类型(Generics, Inheritance, and Subtypes)

泛型类和子类型(Generic Classes and Subtyping)

通配符(Wildcards)

上限通配符(Upper Bounded Wildcards)

下限通配符(Lower Bounded Wildcards)

通配符和子类型(Wildcards and Subtyping)

PECS原则(Producer extends Consumer super)

类型擦除(Type Erasure)

泛型类型的擦除(Erasure of Generic Types)

泛型方法的擦除(Erasure of Generic Methods)

桥接方法(Bridge Methods)

泛型的限制(Restrictions on Generics)

无法实例化具有基本类型的泛型类型

无法创建类型参数的实例

无法声明类型为类型参数的静态字段

无法将Casts或instanceof与参数化类型一起使用

无法创建参数化类型的数组

无法创建，捕获或抛出参数化类型的对象

无法重载每个重载的形式参数类型都擦除为相同原始类型的方法

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