Java的泛型和通配符

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？
答案是可以使用 Java 泛型。
使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。

泛型方法

你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。
下面是定义泛型方法的规则：

所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的<E>）。
每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。

实例
下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同字符串的元素：

public class GenericsDemo1{
    public static void main( String args[] ){
        // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
        Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
        Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };
 
        System.out.println( "整型数组元素为:" );
        printArray( intArray  ); // 传递一个整型数组
        System.out.println( "
双精度型数组元素为:" );
        printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组 
        System.out.println( "
字符型数组元素为:" );
        printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
    } 
       // 泛型方法 printArray                         
   public static < E > void printArray( E[] inputArray ){
      // 输出数组元素            
         for ( E element : inputArray ){        
            System.out.printf("%s ", element );
         }
         System.out.println();
    }
}

编译以上代码，运行结果如下所示：

整型数组元素为:
1 2 3 4 5 
双精度型数组元素为:
1.1 2.2 3.3 4.4 
字符型数组元素为:
H E L L O

有界的类型参数:
可能有时候，你会想限制那些被允许传递到一个类型参数的类型种类范围。例如，一个操作数字的方法可能只希望接受Number或者Number子类的实例。这就是有界类型参数的目的。
要声明一个有界的类型参数，首先列出类型参数的名称，后跟extends关键字，最后紧跟它的上界。

public class MaximumTest{
   // 比较三个值并返回最大值
   public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z){                     
      T max = x; // 假设x是初始最大值
      if ( y.compareTo( max ) > 0 ){    max = y; //y 更大
      }
      if ( z.compareTo( max ) > 0 ){
         max = z; // 现在 z 更大           
      }
      return max; // 返回最大对象
   }
   public static void main( String args[] ){
      System.out.printf( "%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d
",
                   3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );
 
      System.out.printf( "%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f
",
                   6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );
 
      System.out.printf( "%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s
","pear",
         "apple", "orange", maximum( "pear", "apple", "orange" ) );
      
      Character maximum = maximum('a', 'c', 'z');
      System.out.println("最大字母"+maximum);
   }
}

运行结果

3, 4 和 5 中最大的数为 5
6.6, 8.8 和 7.7 中最大的数为 8.8
pear, apple 和 orange 中最大的数为 pear
最大字母z

<T extends Comparable>和<T extends Comparable<? super T>>含义
<T extends Comparable>表明T实现了Comaprable接口，此条件强制约束，泛型对象必须直接实现Comparable（所谓直接就是指不能通过继承或其他方式）

<T extends Comparable<? super T>> 表明T的任意一个父类实现了Comparable<? super T>接口,其中? super T表示 ？泛型类型是T的父类（当然包含T）,因此包含上面的限制条件，且此集合包含的范围更广

泛型类

泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。
和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。

如下实例演示了我们如何定义一个泛型类:

public class Box<T> {
	   
	private T t;
	public T get() {	return t;	}
	public void set(T t) {	this.t = t;	}

	public static void main(String[] args) {
	    Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
	    Box<String> stringBox = new Box<String>();
	 
	    integerBox.set(new Integer(10));
	    stringBox.set(new String("java的泛型"));
	 
	    System.out.printf("整型值为 :%d
", integerBox.get());
	    System.out.printf("字符串为 :%s
", stringBox.get());
	  }
	}

运行结果

整型值为 :10
字符串为 :java的泛型

类型通配符

1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List,List 等所有List<具体类型实参>的父类
例子

import java.util.*;
public class GenericTest {    
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        
        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
 
        getData(name);
        getData(age);
        getData(number);   
   }
   public static void getData(List<?> data) {
      System.out.println("data :" + data.get(0));
   }
}

运行结果:

data :icon
data :18
data :314

<? extends T>和<? super T>的理解

<? extends T> 表示类型的上界，表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类;
<? super T> 表示类型下界（Java Core中叫超类型限定），表示参数化类型是此类型的超类型（父类型），直至Object;

PECS原则
最后看一下什么是PECS（Producer Extends Consumer Super）原则，已经很好理解了：

频繁往外读取内容的，适合用上界Extends。
经常往里插入的，适合用下界Super。

换种说法来说

消费者使用extends
如果你需要一个列表提供T类型的元素（即你想从列表中读取T类型的元素），你需要把这个列表声明成<? extends T>，比如List<? extends Integer>，因此你不能往该列表中添加任何元素。

生产者使用super
如果需要一个列表使用T类型的元素（即你想把T类型的元素加入到列表中），你需要把这个列表声明成<? super T>，比如List<? super Integer>，因此你不能保证从中读取到的元素的类型。

即是生产者，也是消费者
如果一个列表即要生产，又要消费，你不能使用泛型通配符声明列表，比如List<Integer>。

随手写:获取list的第一个元素

public class Demo1 {
	String fil;
	public String get() {	return fil;	}
	public void set(String fil) {	this.fil = fil;	}
	@Override
	public String toString() {
		return "FanXing [fil=" + fil + "]";
	}
	public static void main(String[] args) {
		List<Demo1> list = new ArrayList<>();
		List<String> list2 = new ArrayList<>();
		Demo1 a = new Demo1();
		a.set("泛型测试");
		list.add(a);
		
		list2.add("String的泛型");
		
		Demo1 ff1 = findFirst(list);
		String ff2 = findFirst(list2);
		System.out.println(ff1.get());
		System.out.println(ff2);
	}
	public static <T>T findFirst(List<T> list) {
		return list.get(0);
	}
}

来源:

1.https://www.runoob.com/java/java-generics.html
2.https://www.imooc.com/article/details/id/21108