Java 泛型核心特性詳解：類型參數、通配符、邊界與類型擦除

Java 泛型完整指南：從基礎語法到底層擦除機制

泛型是 Java SE 5 引入的編譯期類型安全機制，本質是參數化類型。掌握類型參數聲明、通配符邊界、類型擦除副作用，是寫出健壯庫代碼的關鍵。

基礎語法與命名慣例

• 類型參數：單大寫字母 T (Type)、E (Element)、K (Key)、V (Value)、S (Subtype)
• 聲明位置：類 ``、接口 ``、方法 ` void method(T t)`、構造器 ` Class(T t)`
• 實例化：`new ArrayList()`、Java 10+ 支援鑽石操作符 `new ArrayList<>()`

邊界約束：extends 與 super

通配符：? extends T (生產者) vs ? super T (消費者)

PECS 原則：Producer Extends, Consumer Super

// 生產者：只讀取，用 extends
public void copyAll(List src, List dest) {
    for (Number n : src) dest.add(n); // 只能獲取 Number 或子類
}

// 消費者：只寫入，用 super
public void addIntegers(List list) {
    list.add(1);      // OK: Integer 是 Integer 子類
    list.add(new Object()); // 編譯錯誤: Object 不是 Integer 父類
}

// 無界通配符：List 相當於 List
// 只能讀取 Object，不能寫入 (除 null)

類型擦除：泛型的運行時真相

• 編譯器擦除類型參數，替換為邊界 (默認 Object) 或第一個邊界
• 運行時 `List` 和 `List` 都是 `List`
• 橋接方法自動生成保證多態：`List.set(int, E)` -> `List.set(int, Object)`

// 擦除後等效代碼
public class Box {
    private T value;
    public void set(T value) { this.value = value; } // 擦除為 set(Object)
    public T get() { return value; }                  // 擦除為 Object get()
}

// 導致的限制：
// 1. 不能 new T()、不能 T[]、不能 instanceof T
// 2. 靜態字段/方法不能引用類型參數
// 3. 異常類不能泛型、catch 不能用類型參數

實戰陷阱與最佳實踐

1. 避免原始類型

List list = new ArrayList(); // 原始類型，失去類型檢查
List