Java 泛型基礎入門：從類型參數化到鑽石語法完全指南

Java 泛型基礎入門：從類型參數化到鑽石語法完全指南

泛型讓「類型」成為參數，賦予 API 極致的複用性與類型安全。本文從聲明語法、實例化、原始類型、泛型方法、有界類型五大基石，構建完整知識體系。

一、泛型聲明與命名慣例

class Box<T> { T value; }           // 單一型別參數
interface Map<K, V> { ... }         // 多型別參數，逗號分隔

標準命名：Element、Key、Value、Type、S/U/V (第 2/3/4 型別)

二、調用與實例化：參數化類型

Box<String> box = new Box<>();     // Java 7+ 鑽石語法 <>
Box<List<String>> box2 = new Box<>(); // 型別參數可為參數化類型

注意：鑽石語法僅省略構造器型別參數，宣告端不可省略。

三、原始類型與向下兼容

Box rawBox = new Box();             // 原始類型：無型別參數
Box<String> stringBox = new Box<>();
rawBox = stringBox;                 // 允許：參數化 → 原始 (無警告)
stringBox = rawBox;                 // 警告：unchecked conversion

• 原始類型繞過編譯期類型檢查，風險轉移至運行期
• 盡量避免使用；必須混用時加 @SuppressWarnings("unchecked")

四、泛型方法

型別參數置於回傳型別前，作用域限於方法內：

public static <K, V> boolean compare(Pair<K,V> p1, Pair<K,V> p2) {
    return p1.getKey().equals(p2.getKey()) && p1.getValue().equals(p2.getValue());
}
// 調用時編譯器自動推斷
boolean same = Util.compare(new Pair<>(1, "apple"), new Pair<>(2, "pear"));

五、有界類型參數

<T extends Number> void inspect(T t) { ... }           // 單一上界
<T extends Comparable<T> & Serializable> ...         // 多重界限用 &

• extends 兼具「繼承類」與「實現介面」語義
• 上界限制了可傳入的實際型別範圍

六、泛型與繼承：不變性原則

List<Integer> 不是 List<Number> 的子類型！

List<Number> list = new ArrayList<Integer>(); // 編譯錯誤
List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>(); // 正確：使用通配符

但 ArrayList<String> 實現 List<String>，繼承 Collection<String>，型別參數不變時繼承關係保留。