泛型程序设计（generic programming）是程序设计语言的一种风格或范式。泛型允许程序员在强类型程序设计语言中编写代码时使用一些以后才指定的类型，在实例化时作为参数指明这些类型。

泛型的定义主要有以下两种：
在程序编码中一些包含类型参数的类型，也就是说泛型的参数只可以代表类，不能代表个别对象。（这是当今较常见的定义）
在程序编码中一些包含参数的类。其参数可以代表类或对象等等。（现在人们大多把这称作模板）
不论使用哪个定义，泛型的参数在真正使用泛型时都必须作出指明。

Java 泛型的参数只可以代表类，不能代表个别对象。由于Java泛型的类型参数之实际类型在编译时会被消除，所以无法在运行时得知其类型参数的类型，而且无法直接使用基本值类型作为泛型类型参数。Java编译程序在编译泛型时会自动加入类型转换的编码，故运行速度不会因为使用泛型而加快。
由于运行时会消除泛型的对象实例类型信息等缺陷经常被人诟病，Java及JVM的开发方面也尝试解决这个问题，例如Java通过在生成字节码时添加类型推导辅助信息，从而可以通过反射接口获得部分泛型信息。通过改进泛型在JVM的实现，使其支持基本值类型泛型和直接获得泛型信息等。
Java允许对个别泛型的类型参数进行约束，包括以下两种形式（假设T是泛型的类型参数，C是一般类、泛类，或是泛型的类型参数）：
T实现接口I。
T是C，或继承自C。

• 使用泛型可以针对不同的类有相同的处理办法
•Vector v = new Vector ();
v.addElement( “one” );
String s = v.elementAt(0);
• 使用泛型的好处
类型更安全
适用更广泛，针对不同的类有相同的处理办法，但这些类之间不一定有继承关系。

泛型的使用

主要有泛型类、泛型接口、泛型方法以及泛型通配符。

泛型类

①泛型使用格式

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { }；

ArrayList类中使用E来代表泛型的变量，E本身并没有含义，任意一个大写字母都可以，A、B、T、W都可以。

②泛型类的使用

在创建对象的时候确定泛型，指定好了后这个对象就只能装指定的数据类型了。

如果要换其他数据类型，就要重新创建该类的对象，重新指定泛型。泛型类有何好处？

③ArrayList的add方法

add方法参数就是一个泛型，也就是说创建对象时确定的是哪个类型，使用add方法就只能添加这个类型了，这就起到了一个千变万化的效果。

泛型接口

①泛型接口格式

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> { }

这次我们自定义一个泛型接口，泛型为A。

②泛型类的使用一

实现类实现接口、同时指定泛型类型。

③泛型类的使用二

实现类实现接口但不指定泛型，这个类也就成了泛型类。

ArrayList类本质上也就是这种情况，它实现了List接口，但是没有指定泛型。

泛型方法

①泛型方法格式

修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型方法名(参数){ }

②泛型方法使用

调用方法时，确定泛型的类型。

泛型通配符

①两个不同类型的集合

一个集合泛型为String类，一个集合泛型为Integer：

ArrayList<String>list1和ArrayList<Integer> list2是两个不同的类型，如果用常规方法，那要两个方法（方法重载）

②泛型的通配符

不知道使用什么类型来接收的时候，此时可以使用?，?表示未知通配符。

其中泛型通配符还可以这样使用：

<? extends Person>：表示可以传递Person及其子类

<? super Person>：表示可以传递Person及其父类

例子

使用?
• 如Collections的reverse方法
• reverse(List<?> list)
使用extends
• 如Set的addAll方法
• addAll(Collection<? extends E> col )
使用super
• 如Collections的fill方法
• fill(List<? super T> list, T obj)

注意：

泛型不存在继承关系：ArrayList<Object>list并不是ArrayList<String>list1和ArrayList<Integer>list2的父类，它们三个是三个不同的类型。
其中Java里的泛型是一种伪泛型。什么叫伪泛型？也就是泛型只存在于编译时期，在运行时期会被擦除。

复杂的泛型例子

• Arrays.sort方法
public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c)
• Stream.map方法
public <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper)
• Collections.max方法
public static <T extends Object & Comparable<? super T>>T
max(Collection<? extends T> coll)

协变与逆变

协变(Covariance) ? extends T
• 原因：ListArray<Apple>不是ListArray<Fruit>的子类
但又想让<Apple>当作<Fruit>
就声明ListArray<? extends Fruit>
逆变(Contravariance) ? super T
• 原因：Basket<Apple>不是Basket<Fruit>的子类
但又想让Comparator<Fruit>用于Comparator<Apple>
就声明Comparator<? super Fruit>
注：? 实际上是去类型化(变成Object)，只在编译时检查
总之:

协变用于获取，用于out，用于Producer
逆变用于加入，用于in, 用于Consumer

Java程序设计：泛型