JAVA泛型相关面试题

Java 泛型的作用是什么? 什么是泛型擦除 ?

泛型允许开发者编写类型参数化的代码，我觉得它最直接的作用: 能够将运行时异常转为编译时异常

引入泛型之前，集合类通常都是Object类型，从集合中获取元素时，必须手动将 Object 显式转换为具体类型。

// 没有使用泛型的情况
List list = new ArrayList();
list.add("Hello");
list.add(123); // 添加了一个 Integer
​
String str = (String) list.get(0); // 这是安全的
String numStr = (String) list.get(1); // 运行时会抛出 ClassCastException

引入泛型之后，编译器可以在编译阶段检查类型，比如，向 List 添加非 String 类型对象，编译器会直接报错。

// 使用泛型的情况
List stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("Hello");
​
// 下面这行代码会导致编译错误，因为只能添加 String 类型的对象
// stringList.add(123);
​
String str = stringList.get(0); // 不需要显式类型转换，而且是安全的

其次泛型允许编写类型无关的通用逻辑，比如可以使用无界泛型T，编写一个通用的泛型 Box类，即可支持任意类型的属性

class Box {
    private T value;
    public Box(T value) { this.value = value; }
    public T get() { return value; }
}

泛型擦除

泛型擦除是 Java 泛型的实现机制。编译器在编译阶段移除所有泛型类型信息，替换为原始类型或上界，以确保与 Java旧版本的字节码兼容。

这样一来在运行时无法获取泛型的实际类型。

//无界泛型： 被擦除为 Object
//有界泛型： 被擦除为 Number

既然擦除了类型，为什么在运行期通过反射可以获得类型?

泛型信息会存在字节码元数据中，所以在运行期通过反射可以获得类型

泛型的使用方式有哪几种？

泛型一般有三种使用方式:泛型类、泛型接口、泛型方法。

泛型类

//此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型
public class Generic{
    private T key;
    public T getKey(){
        return key;
    }
}
Generic genericInteger = new Generic(123456);

泛型接口

public interface Generator {
    public T method();
}
//实现泛型接口，不指定类型
class GeneratorImpl implements Generator{
    @Override
    public T method() {
        return null;
    }
}
​
//实现泛型接口，指定类型
class GeneratorImpl implements Generator {
    @Override
    public String method() {
        return "hello";
    }
}

什么是Java泛型的上下限定符？

上界限定符

表示类型的上界， ? 这个类型要么是T，要么是T的子类

通常用于读取操作，确保可以读取为 T或T的子类的对象。

// 定义一个泛型方法，接受任何继承自Number的类型
public  void processNumber(T number) {
    
    double value = number.doubleValue();  //因为 number可以是任何Number类型或其子类型，所以可以使用Number的方法
    // 其他操作...
}

下界限定符

表示类型的下界，? 这个类型要么是T，要么是 T 的父类型，直至 Object

通常用于写入操作，确保可以安全地向泛型集合中插入 T 类型的对象

// 定义一个泛型方法，接受任何类型的List，并向其中添加元素
public  void addElements(List list, T element) {  //表明列表的参数类型至少是T的父类
    list.add(element);
    // 其他操作...
}

我们在使用上下界通配符的时候，需要遵循 pecs 原则，即上界生产，下界消费。

PECS原则

• Producer Extends : 从一个容器中获取数据时，应该使用 ? extends T，确保读取的是T或其子类型

• Consumer Super : 向一个容器中写入数据时，应该使用 ? super T，确保写入的是T或其子类型