Java泛型是Java SE 5.0引入的一项重要特性，它允许程序员在编译时检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高了代码的重用率。泛型主要应用于集合框架，如List、Set、Map等，以提供更强的类型检查和避免运行时的类型转换异常。
1. **为什么要使用泛型？**
在没有泛型的情况下，集合只能存储Object类型，当我们从集合中取出元素时，需要进行类型转换，这可能导致`ClassCastException`。泛型的引入解决了这个问题，它允许我们在创建集合时指定元素的类型，从而在编译时就能检测出可能的类型错误，避免了运行时异常的发生。
2. **泛型的基本语法**
泛型的声明通常包含一个或多个类型参数，如`<T>`，这里的`T`是一个占位符，代表某种未知的类型。例如，`List<T>`表示一个可以容纳任意类型T对象的列表。当使用泛型时，我们需要为`T`指定具体的类型，如`List<String>`表示一个存储字符串的列表。
3. **泛型在集合中的应用**
- **List**: 示例代码展示了如何创建一个`List<String>`，并使用增强for循环（foreach）和迭代器遍历元素。增强for循环简化了遍历过程，而迭代器则提供了更底层的访问方式。
- **Set**: 类似地，`Set<String>`表示一个不允许重复的字符串集，同样可以使用增强for循环或迭代器遍历。
- **Map**: `Map<String, String>`是一个键值对的集合，其中键和值都是字符串。遍历Map有两种方式：通过`keySet()`获取所有键，然后用这些键获取对应的值；或者通过`entrySet()`获取键值对的集合，直接访问键值对。
4. **泛型在方法上的使用**
泛型方法允许我们定义一个通用的方法，该方法可以处理任何类型的数据。在示例中，`swap<T>(T[] arr, int a, int b)`是一个泛型方法，用于交换数组中指定位置的元素。`<T>`定义了一个类型参数，方法体内的`T`表示我们可以用任何类型替换它。这样，我们就可以为不同类型的数组调用同一个方法，而无需重复编写相同逻辑的代码。
5. **类型通配符**
除了指定具体的类型，Java泛型还支持类型通配符，如`<?>`，表示未知的类型。在某些场景下，当不需要访问具体类型信息，仅关心对象是否属于特定类型或其子类型时，类型通配符非常有用。
6. **边界限定**
Java泛型还可以设置类型参数的边界，例如`<T extends Number>`表示`T`必须是`Number`类或其子类。这样可以限制泛型使用的类型范围。
7. **类型擦除**
需要注意的是，Java的泛型是类型擦除的，这意味着在运行时，所有的泛型信息都会被擦除，实际的类型检查都在编译期间完成。因此，泛型不会影响程序的运行时性能。
Java泛型增强了代码的类型安全性，提高了可读性和重用性，减少了类型转换的麻烦，是Java编程中不可或缺的一部分。在实际开发中，熟练掌握泛型的使用，能够使代码更加健壮，减少潜在的运行时错误。
