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Java 后端面试题

Java 泛型面试题

Java 泛型相关面试题¶

1. 什么是泛型？为什么需要泛型？¶

泛型（Generic）是 JDK 5 引入的参数化类型机制，把类型当作参数传递，实现：

编译期类型检查：把运行时的 ClassCastException 提前到编译期。
消除强制类型转换：List<String> 取出就是 String，不用强转。
代码复用：一套逻辑支持多种类型。

2. 类型擦除（Type Erasure）¶

Java 泛型是伪泛型：只在编译期存在，编译后字节码里统一擦除为原始类型（Object 或上界）。

List<String> a = new ArrayList<>();
List<Integer> b = new ArrayList<>();
System.out.println(a.getClass() == b.getClass()); // true，都是 ArrayList

擦除规则：

<T> → Object
<T extends Number> → Number
<T extends Serializable & Comparable> → Serializable（第一个上界）

3. 通配符：? extends T / ? super T¶

? extends T：上界通配符，读取安全（读出来是 T），不能写入（除了 null）。生产者。
? super T：下界通配符，写入安全（可以写 T 及其子类），读出来只能当 Object。消费者。

PECS 原则：Producer-Extends, Consumer-Super。

// 读 List<? extends Number>：可以 Number n = list.get(i)
// 写 List<? super Integer>：可以 list.add(1)

4. 常见限制¶

不能 new T()：new T() 擦除后变成 new Object()，语义错误。解决：传 Class<T>。
不能 new T[]：数组不擦除，要用 (T[]) Array.newInstance(...) 或 List<T> 代替。
基本类型不能作泛型参数：List<int> 非法，要用 List<Integer>。
静态字段不能引用类的类型参数：static 属于类，T 属于实例。
不能 catch 泛型异常，但可以 throws T（受限）。
instanceof List<String> 非法，只能 instanceof List<?>。

5. 桥接方法（Bridge Method）¶

class Parent<T> {
    void set(T t) {}
}
class Child extends Parent<String> {
    @Override void set(String s) {}
}

编译后字节码会生成一个桥接方法 void set(Object t)，内部转调 set(String)，这是为了重写语义在擦除后仍成立。

6. 泛型数组为什么不允许¶

List<String>[] arr = new List<String>[10]; // 编译错误

数组是协变且运行时保留元素类型的，而泛型擦除后无法在运行时检查元素类型，可能导致堆污染（Heap Pollution）。

高频追问

什么是堆污染？把 List<String> 赋值给 List<Object>（未经检查的转换）导致运行时类型不一致。
为什么 List<String> 不是 List<Object> 的子类？因为泛型不协变，要用 List<? extends Object>。