泛型硬核指南：类型擦除、桥方法、通配符捕获、F 有界与工程 API 设计

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• 泛型运行期被擦除为上界（默认 Object）；多态保持靠桥方法（bridge method）
• PECS：Producer Extends / Consumer Super；读多用 extends，写多用 super
• 泛型数组禁止创建；可变参数 + 泛型需注意堆污染，必要时 @SafeVarargs

1. 类型擦除与桥方法

• 泛型仅在编译期起作用；运行期类型擦除到上界（未指定则为 Object）
• 为保持覆写签名一致，编译器可能生成桥方法（bridge），在字节码层适配擦除后的签名

class Base<T> { T get(){ return null; } }
class Sub extends Base<String> { @Override String get(){ return ""; } }

反编译可见：Sub 同时存在 String get() 与 Object get()（bridge）以适配多态调用

2. 通配符与边界

• 上界：? extends T → 可读不可写（写入受限为 null），适合“生产者”
• 下界：? super T → 可写入 T 及其子类，读取为 Object，适合“消费者”

static <T> void copy(List<? extends T> src, List<? super T> dst){ for (T t: src) dst.add(t); }

3. 通配符捕获（capture）技巧

当编译器无法从 ? 推断具体类型时，引入私有泛型方法辅助“捕获”：

static void swap(List<?> list, int i, int j){ swapHelper(list, i, j); }
private static <T> void swapHelper(List<T> list, int i, int j){
  T tmp = list.get(i); list.set(i, list.get(j)); list.set(j, tmp);
}

4. 泛型方法与类型推断

static <T> T first(List<T> list){ return list.get(0); }
var s = first(List.of("a","b"));

注意：方法引用与菱形操作符可辅助推断，但复杂上下文需显式参数化

5. F 有界（自绑定）与协变接口

interface Self<T extends Self<T>>{ T merge(T other); }
final class Money implements Self<Money>{ public Money merge(Money o){ /*...*/ return this; } }

自绑定约束 API 返回具体子类型（流式 API 常见），避免返回过泛的父类型

6. 创建与数组限制、可变参数

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• 不能创建泛型数组：new T[10]、new List<String>[10] 均非法
• 可用 List<T> 或 @SuppressWarnings("unchecked") + 受控转换（非常谨慎）

@SafeVarargs
static <T> List<T> of(T... items){ return List.of(items); }

@SafeVarargs 仅用于保证实现不会导致堆污染（如仅只读遍历）

7. 堆污染、原始类型与桥接开销

• 堆污染：泛型通过擦除绕过编译器检查后在运行期破坏类型安全（通常由不安全转换/可变参数引入）
• 避免使用原始类型（raw type）如 List；使用 List<?> 或具名 List<T>
• 桥方法/装箱可能带来微小开销；热路径上可考虑方法内联与专用实现

8. API 设计实践（含比较器与集合）

• 输入为生产者 → ? extends T；输出/落地为消费者 → ? super T
• Comparator 与集合：排序/合并接口应允许 ? super T，例如 Comparator<? super T>
• 返回只读视图时，使用 List<? extends T> 搭配文档说明不修改契约

9. 基准与工程观察

• 对同一逻辑给出泛型与基本类型专用版本，对比调用与内联的差异
• 验证 Comparator<T> vs Comparator<? super T> 在复杂层级下的可用性与可读性

10. 实战清单与反模式

• 清单：接口边界使用通配符表达“输入/输出”意图；自绑定提升可用性；必要时 @SafeVarargs
• 反模式：滥用原始类型；不必要的 @SuppressWarnings；错误使用上下界导致 API 僵硬

11. 练习

1. 实现一个通用 merge：合并两个 List<? extends T> 到 List<? super T>
2. 设计一组只读/只写视图的泛型容器，验证编译期约束