泛型类的基本定义与语法
在Java中，泛型类是一种允许在类级别定义类型参数的机制，它使得类能够操作多种数据类型，同时在编译时提供类型安全检查，泛型类的定义通过在类名后添加尖括号<>来实现，尖括号内包含一个或多个类型参数，通常使用大写字母表示，如T、E、K、V等，一个简单的泛型类Box可以这样定义：
public class Box<T> {
private T content;
public void setContent(T content) {
this.content = content;
}
public T getContent() {
return content;
}
}
这里，T是一个类型参数，代表任意类型，在创建Box实例时，可以指定具体的类型，如Box<String>或Box<Integer>，从而确保content字段的类型安全。
泛型类的类型参数约束
虽然泛型类可以接受任意类型，但有时需要对类型参数施加约束，例如限制类型必须实现某个接口或继承某个类，Java通过extends关键字实现类型参数的上限约束，以下泛型类NumberContainer限制类型参数T必须是Number的子类：
public class NumberContainer<T extends Number> {
private T number;
public void setNumber(T number) {
this.number = number;
}
public double getDoubleValue() {
return number.doubleValue();
}
}
这样，NumberContainer只能接受Integer、Double等Number的子类类型，而拒绝String等不相关类型，增强了代码的健壮性。
泛型类中的方法与成员变量
泛型类的方法可以直接使用类定义的类型参数，也可以定义自己的类型参数，在Box类中，可以添加一个泛型方法compare：
public class Box<T> {
// ... 其他成员 ...
public <U> boolean compare(Box<U> otherBox) {
return this.content.equals(otherBox.getContent());
}
}
这里，<U>是方法的类型参数，与类的类型参数T相互独立，泛型类的成员变量类型必须与类定义的类型参数一致，不能直接使用具体类型（除非通过通配符或约束）。
通配符的使用与边界
通配符是泛型中的重要概念，用于表示未知类型，通配符分为无界通配符、上界通配符? extends T和下界通配符? super T，以下方法可以接受任意类型的Box：
public static void printBoxContent(Box<?> box) {
System.out.println(box.getContent());
}
而以下方法限制Box的类型必须是Number的子类：
public static void printNumberBox(Box<? extends Number> box) {
System.out.println(box.getContent());
}
通配符的使用场景需要根据实际需求选择，过度使用可能导致类型信息丢失，因此需谨慎设计。
泛型类的继承与实现
泛型类可以继承其他泛型类或非泛型类，也可以实现接口。ColorBox继承Box并添加颜色属性：
public class ColorBox<T> extends Box<T> {
private String color;
public ColorBox(String color, T content) {
super(content);
this.color = color;
}
public String getColor() {
return color;
}
}
泛型类可以实现泛型接口，例如Comparable<T>，从而支持对象间的比较。
泛型类是Java中实现类型安全和代码复用的重要工具，通过定义类型参数、施加约束、使用通配符以及合理设计继承关系，可以编写出更加灵活、健壮的代码，掌握泛型的核心概念和最佳实践，有助于提升代码的可读性和可维护性，避免运行时类型转换异常，在实际开发中，应根据业务场景选择合适的泛型设计,避免过度复杂化代码结构。
