Java 泛型實戰技巧：方法泛型、通配符、類型擦除與陷阱全解析

基礎語法：方法級泛型

<K, V> void put(K key, V value) { ... }

類似 C++ 模板，但 泛型實際類型必須為引用型別（不可用 int 等基本型別）。

常見誤區：泛型無法直接運算

<T> T add(T a, T b) {
    // return a + b; // 編譯錯誤！T 不保證有 + 運算子
    return null;    // 只能回傳 null 或參數本身
}

回傳型別推導為參數共同父類（如 Integer + String → Object）。

實用技巧集錦

1. 陣列元素交換（泛型方法）

public static <T> void swap(T[] arr, int i, int j) {
    T tmp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = tmp;
}
// 正確：swap(new Integer[]{1,2,3}, 0, 1);
// 錯誤：swap(new int[]{1,2,3}, 0, 1); // 基本型別陣列不適用

2. 型別邊界：extends / super

<T extends Number> void process(T t) { ... }  // T 必須是 Number 或其子類
<T super Integer> void consume(T t) { ... }   // T 必須是 Integer 或其父類（僅用於通配符）

3. 自動型別轉換工具

public static <T> T autoConvert(Object obj) {
    return (T) obj; // 編譯器會根據賦值目標推導 T
}
Object obj = "hello";
String s = autoConvert(obj); // T 推導為 String，無需強轉

4. 陣列填充（忽略型別檢查）

public static <T> void fillArray(T[] arr, T val) {
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) arr[i] = val;
}
Integer[] nums = new Integer[3];
fillArray(nums, 99); // 正常
fillArray(nums, "oops"); // 編譯錯誤：String 不能賦值給 Integer[]

5. 集合遍歷：泛型 vs 通配符

<T> void showAndAdd(Collection<T> col, T item) {
    col.add(item);          // 允許新增
    for (T e : col) System.out.println(e);
}

void showOnly(Collection<?> col) {
    // col.add(item);      // 編譯錯誤：未知型別不可新增
    for (Object e : col) System.out.println(e);
}

核心差異：通配符 ?> 代表「未知具體型別」，為安全禁止寫入；泛型 <T> 保留型別資訊，允許寫入。

6. 類級泛型

class Box<E> {
    private E data;
    public void set(E e) { data = e; }
    public E get() { return data; }
}

類型擦除：核心真相

• 泛型資訊 僅存在編譯期，執行期被擦除為原始型別（List<Integer> → List）
• Vector<Integer> 與 Vector<String> 共用同一份 .class 位元碼
• 重載陷阱：以下兩方法擦除後簽名相同，不能共存

void show(Vector<Integer> v) {}
void show(Vector<String> v) {} // 編譯錯誤：擦除後重複

建議與最佳實踐

1. 優先使用集合（List<T>）而非泛型陣列
2. API 設計盡量用泛型方法/類，減少強制轉型
3. 需執行期型別時，傳遞 Class<T> 型別權杖（如 Array.newInstance(clazz, size)）
4. 通配符 ? extends T 用於「讀取」（生產者），? super T 用於「寫入」（消費者）— PECS 原則