Java--泛型的约束和局限性

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要讨论泛型的约束和局限性，必须先了解Java的类型擦除。

类型擦除：

Java虚拟机内没有泛型类型对象----所有对象都属于普通类。因此无论何时定义一个泛型类型，都自动提供一个相应的原始类型。原始类型的名字就是删去类型参数后的泛型类型名。擦除类型变量，并替换为限定类型（无限定的变量用Object）。例如：

public class Interval<T extends Comparable & Serializable> implements Serializable{
    private T lower;
    public Interval(T first, T second){...}
}
//原始类型如下：
public class Interval implements Serializable{
    private Comparable lower;
    public Interval(Comparable first, Comparable second){...}
}

泛型方法也存在类型擦除，其工作原理和泛型类的擦除一致。

总之，Java的类型擦除需要记住4点：

1. 虚拟机中没有泛型，只有普通的类的方法。
2. 所有的类型参数都用它们的限定类型替换。
3. 桥方法被合成用来保持多态。
4. 为了保持类型的安全性，必要时插入强制类型转换。

约束和局限性：

1、不能用基本数据类型替代类型参数。

没有Piar<double>,只有Piar<Double>。其原因是类型擦除，擦除之后Piar类只有Object类型域，而Object不能存储double。语法上是这样，但鉴于Java提供了自动装箱拆箱，实际操作时Piar<double>不会报错。

2、运行时类型查询只适用于原始类型。

试图查询一个对象是否属于某个泛型时，倘若使用instanceof会得到一个编译错误，如果使用强制类型转换会得到一个warning。例如：

if(a instanceof Pair<String>) //Error
if(a instanceof Pair<T>) //Error
Pair<String> p = (Pair<String>) a; //warning. 只能测试出a是一个Pair

同样的道理，getClass方法总是返回原始类型。

Pair<Sting> s = new Pair(...);
Pair<Emplcyee> e = new Pair(...);
if(s.getClass == e.getClass)  //true，它们是相等的，因为都返回的是Pair.class

3、不能创建参数化类型的数组。

不能实例化参数化类型的数组，如：

Pair<String>[] table = new Pair<String>[10];  //error

因为类型擦除后，table[]的类型变成了Object[], 数组的类型是不能改变的，所以我们试图向table[]中存入其他类型的数据就会出错。

需要说明的是，只是不能用new Pair<Sring>[10]这类语句创建数组，但是可以声明它的句柄，如Pair<String>[] table;是完全合法的。

4、不能实例化类型变量。

不能使用像new T(...)、new T[...]或T.class这样的表达式中的类型变量，例如：

public Pair(){ first = new T(); }  //Error

5、不能构造泛型数组。

就像上一条不能实例化类型变量一样，也不能实例化数组。

public static <T extends Comparable> T[] minmax(T[] a){ T[] mm = new T[2];}  //error

类型擦除会让这个方法永远无法构造Comparable[2]数组。

6、泛型类的静态上下文中类型变量无效。

不能在静态域或方法中引用类型变量，如：

public class Sing<T>{
    private static T sing; //Error
    public static T getSing(){} //Error
}

7、不能抛出或捕获泛型类的实例。

既不能抛出也不能捕获泛型类的对象。实际上，甚至泛型类拓展Throwable都是不合法的。

public class Problem<T> extends Exception{/*...*/} //Error

catch子句不能使用类型变量，但在异常规范中允许使用。

public static <T> void work throws T{   //OK
    try{ 
        //...
    }catch(T e){    //Error
    }
}

8、可以消除对受查异常的检查。

9、注意擦除后的冲突。

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