5.泛型

面试核心思路： 先给定义，再讲原理（核心重点），最后谈应用场景。

1. 什么是泛型？(Definition)

一句话总结： 泛型本质是参数化类型。 它允许我们在创建类、接口或方法时，把具体的“类型”当作一个参数传进去。

• 目的： 为了让代码更通用，并且在编译阶段就能检查类型安全，避免强制转换的麻烦。
• 通俗例子： 就像一个贴了标签的箱子。
  • 无泛型： 箱子没标签，什么都能往里塞（Integer, String），但取出来时容易弄错（ClassCastException）。
  • 有泛型： 贴了 <String> 标签，编译器会盯着你，只准你放 String，取出来也保证是 String。

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2. 核心原理：类型擦除 (Type Erasure) —— 面试必考

这是泛型的“杀手锏”问题。Java 的泛型是伪泛型。

• 机制： 泛型信息只存在于代码编译阶段。一旦编译成字节码（.class文件），泛型信息就会被擦除。

• 擦除后变成什么？

  • 所有的泛型参数 <T> 都会被替换为它的上界（Bound）。
  • 如果没有指定上界（如 <T>），则替换为 Object。
  • 如果指定了上界（如 <T extends String>），则替换为 String。

• 证据：

  List<String> list1 = new ArrayList<>();
  List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
  // 输出为 true，因为运行时它们都是 ArrayList.class
  System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass());

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3. 泛型的使用方式

主要有三种使用场景：

1. 泛型类： 在类名后声明。
   • public class Box<T> { ... }
2. 泛型接口： 在接口名后声明。
   • public interface Generator<T> { ... }
3. 泛型方法： 在返回值之前声明。
   • public <E> void printArray(E[] inputArray) { ... }
   • 注意： 静态方法无法访问类上定义的泛型（因为静态加载早于对象创建），所以静态方法如果要用泛型，必须自己声明成泛型方法。

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4. 通配符 (Wildcards)

为了解决泛型的继承问题（因为 List<Father> 不能接受 List<Son>），Java 引入了通配符：

• <?> 无界通配符： 什么都能接，但通常只能读（当 Object 读），不能写（除了 null）。
• <? extends T> 上界通配符： 只能接 T 及其子类。
  • 特点： 适合读取数据（Producer）。
• <? super T> 下界通配符： 只能接 T 及其父类。
  • 特点： 适合写入数据（Consumer）。
• PECS 原则 (Producer Extends, Consumer Super)：
  • 如果你要从集合中频繁读取数据，用 extends。
  • 如果你要往集合中频繁插入数据，用 super。

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总结表格

特性	说明
本质	参数化类型 (Parameterized Type)
核心优势	编译时类型检查、无需强制转换
底层实现	类型擦除 (Type Erasure)，运行时变为 Object 或上界
PECS原则	读多用 extends (上界)，写多用 super (下界)