什么是 Java 中的泛型？有什么优点？

总结性回答

Java 中的泛型(Generics)是一种参数化类型机制，它允许在定义类、接口或方法时使用类型参数，在实际使用时再指定具体类型。泛型的主要优点包括：类型安全、消除强制类型转换、提高代码复用性，以及更好的代码可读性。

详细解释

1. 什么是泛型？

泛型是 Java SE 5.0 引入的重要特性，它本质上是类型参数化。通过泛型，我们可以编写能够处理多种数据类型的代码，而不需要为每种数据类型都编写单独的类或方法。

基本语法示例：

// 泛型类
public class Box<T> {
    private T content;
    
    public void set(T content) {
        this.content = content;
    }
    
    public T get() {
        return content;
    }
}

// 使用
Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.set("Hello");
String value = stringBox.get(); // 不需要强制类型转换

2. 泛型的主要优点

类型安全：泛型在编译时进行类型检查，可以避免运行时出现ClassCastException。例如，如果定义了一个List<String>，编译器会确保只能添加String类型对象。

消除强制类型转换：使用泛型后，从集合中获取元素时不需要进行显式的类型转换，代码更简洁安全。

提高代码复用性：可以编写通用的算法和数据结构，适用于多种数据类型。例如，ArrayList<E>可以存储任何类型的对象，而不需要为每种类型都实现一个专门的列表类。

更好的代码可读性：泛型使代码意图更加明确。看到Map<String, Integer>就能立即知道这个映射存储的是字符串到整数的键值对。

3. 泛型的其他特性

类型擦除： Java 的泛型是通过类型擦除实现的，这意味着泛型信息只在编译时存在，运行时会被擦除。这是为了保持与旧版本 Java 的兼容性。

通配符： Java 泛型支持通配符?，可以实现更灵活的泛型使用：

public void printList(List<?> list) {
    for (Object elem : list) {
        System.out.println(elem);
    }
}

边界类型参数：可以使用extends和super关键字限制类型参数的范围：

public <T extends Number> void processNumber(T number) {
    // 只能处理Number及其子类
}

4. 实际应用场景

集合框架：List<E>, Set<E>, Map<K,V>等都使用了泛型
工具类：如Collections中的排序、搜索等方法
自定义数据结构：如链表、树等通用数据结构的实现
方法返回值：可以指定方法返回泛型类型

泛型是 Java 类型系统的重要组成部分，合理使用泛型可以大大提高代码的质量和可维护性。