Java Generics 如何实现类型安全

Java Generics 是一种编程语言特性，它允许在编译时检查类型安全并减少类型转换的错误。类型安全意味着在使用泛型类或方法时，只能使用特定类型的参数，而不能使用不相关的类型。这有助于避免在运行时出现类型转换异常。

以下是实现类型安全的一些关键方面：

1. 泛型类定义：使用尖括号（<>）定义泛型类，其中尖括号内的类型参数是占位符，表示任何类型。例如：

public class Box<T> {
    private T content;

    public void setContent(T content) {
        this.content = content;
    }

    public T getContent() {
        return content;
    }
}

在这个例子中，T 是一个类型参数，可以替换为任何类型，如 Integer、String 等。

2. 泛型方法定义：在方法返回类型之前，使用尖括号定义类型参数。例如：

public static <T> T add(T a, T b) {
    return a;
}

在这个例子中，<T> 表示这是一个泛型方法，T 可以替换为任何类型。

3. 类型参数约束：可以使用 extends 关键字为类型参数设置上界，以限制可以使用的类型。例如，只允许使用 Number 类或其子类的类型参数：

public class Box<T extends Number> {
    // ...
}

4. 有界类型：可以为泛型类型参数设置一个具体的类型，这称为有界类型。例如，只允许使用 String 类型：

public class MyClass<T extends String> {
    // ...
}

5. 通配符（Wildcard）：使用问号（?）表示通配符，它可以匹配任何类型。通配符可以用于限制类型参数的范围或提高代码的灵活性。例如，使用 ? extends Number 表示类型参数是 Number 类或其子类：

public static <T extends Number> double sum(List<? extends T> list, int n) {
    // ...
}

6. 类型擦除：Java 泛型在编译时进行类型检查，但在运行时会被擦除。这意味着泛型信息不会保留在字节码中，因此在运行时无法获取泛型参数的具体类型。尽管如此，编译器仍然会确保类型安全。

通过以上方法，Java Generics 能够在编译时捕获许多类型错误，从而提高代码的稳定性和可维护性。