Java泛型是Java语言中非常重要且普遍使用的一个特性。它引入了类型参数，使得代码可以更加安全地进行类型检查，并且具有更高的代码复用性和可读性。本文将从多个方面对Java泛型进行详细的阐述。
一、泛型介绍
Java泛型是Java SE 5中引入的一项新特性。泛型就是一种参数化类型的机制，它可以使类或方法具有更强的通用性。在Java中，可以为类或方法定义一个或多个类型参数，这些类型参数可以在类内部或方法内部作为一种特殊的占位符来使用。
JDK为我们提供了三种泛型形式：类泛型、接口泛型以及方法泛型。我们可以使用泛型来实现许多强类型的特性，例如集合类型的安全、可读性和强制类型转换等。总之，Java泛型可以让我们在编写代码时更加安全、简单，也更容易进行调试和维护。
二、泛型基础
泛型中最重要的概念是类型变量，类型变量用于指定允许放置的类型的范围。在Java中，类型变量由一对尖括号中的标识符表示，并且放置于声明类型之前。例如：
public class Box<T> {
private T t;
public void set(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
}
在上面的代码中，<T>是类型变量，它表示Box类允许放置的类型是任何类型，这也就是所谓的泛型声明。
在使用泛型时，必须提供实际类型。例如：
Box<String> box = new Box<>();
box.set("Hello World!");
String str = box.get();
System.out.println(str);
在上面的代码中，Box<String>指定了Box的类型参数为String，这意味着Box只能放置字符串类型的值。
三、泛型实现
1. 泛型类
泛型类就是在类名后面加上一对尖括号和类型变量名的类，如：
public class MyClass<T> {
private T value;
public void setValue(T t) {
this.value = t;
}
public T getValue() {
return value;
}
}
上面的代码定义了一个泛型类，类型变量T在setValue和getValue方法中都可以使用。这意味着我们可以创建特定类型的MyClass对象，例如：
MyClass<String> str = new MyClass<>();
str.setValue("Hello");
System.out.println(str.getValue());
// 输出 Hello
在这里，我们创建了一个MyClass<String>对象，然后将一个字符串放入MyClass中，最后输出它的值。
2. 泛型接口
泛型接口的定义方式与泛型类类似，只是不需要在接口变量前使用<T>。例如：
public interface List<E> {
void add(E e);
E get(int index);
}
在这里，元素类型E是通过泛型参数传入的。
3. 泛型方法
在Java中，泛型还可以应用于方法。泛型方法可以在普通类中定义，也可以在泛型类中定义。例如：
public class Utils {
public static <T> void display(T[] arr) {
for (T elem : arr) {
System.out.print(elem + " ");
}
}
}
在这里，我们声明了一个泛型方法display，它可以用于显示数组中的元素。注意，<T>放在返回类型前面，表示这是一个泛型方法，并且T是其类型限定的类型变量。调用该方法时，需要通过实际参数提供类型T。例如：
Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Utils.display(intArray);
在这里，我们实例化了一个包含整数的数组，并将其传递给泛型方法display。display方法遍历数组，输出每个元素的值。
四、泛型高级应用
1. 类型通配符
Java中的类型通配符（wildcard）是一种提供灵活性的机制。它在声明泛型时使用问号 "?"，表示可以接受任何类型的实际参数。例如：
List<? extends Number> myList = new ArrayList<>();
上面的代码中，? extends Number 是类型通配符，它表示这个List可以接受任何Number类型的参数。
类型通配符可以用于限制方法的参数类型，例如：
public void display(List<? extends Number> list) {
for (Number elem : list) {
System.out.print(elem + " ");
}
}
在这里，我们声明了一个display方法，它可以接受任意Number类型的List作为参数。
2. 泛型边界
泛型边界是一种可以限制泛型类型变量的范围的机制。在Java中，有两种泛型边界：上边界和下边界。
上边界用于限制泛型类型变量的范围为某个类型及其子类，其语法形式为 ? extends T，例如：
public static <T extends Number> double sum(List<T> list) {}
在这个例子中，我们限制了T必须是Number类型或Number的子类型。这意味着我们可以对一些数字类型计算它们的总和了，例如：
List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 2, 3);
System.out.println(sum(intList));
在这里，我们创建了一个Integer类型的List，并将其传入sum方法中。由于Integer类型是Number类型的子类，因此该方法会自动计算它们的总和。
下边界用于限制泛型类型变量的范围为某个类型及其父类，其语法形式为 ? super T，例如：
public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {}
在这个例子中，我们限制了dest中的元素必须是T类型或T的父类，而src中的元素必须是T类型或T的子类。这意味着我们可以使用dest来装箱SomeType类型的对象，例如：
List<Object> objectList = new ArrayList<>();
List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 2, 3);
copy(objectList, intList);
在这里，我们创建了一个Integer类型的List，并将其传入copy方法中。该方法将代码转换成了Object，并将其存储在objectList中。
五、结论
Java泛型是Java语言中非常重要且普遍使用的一个特性。它引入了类型参数，使得代码可以更加安全地进行类型检查，并且具有更高的代码复用性和可读性。
在本文中，我们从多个角度对Java泛型进行了详细的阐述。首先，我们介绍了泛型的一些基本概念，包括类型变量、泛型类和泛型接口。然后，我们介绍了泛型的高级应用，包括类型通配符和泛型边界。
总的来说，Java泛型是一项非常有用的特性，在我们编写复杂的代码时可以大大提高代码的安全性和灵活性，值得我们深入学习和应用。
