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Java™ 教程(泛型的限制)

Bowman_han / 413人阅读

泛型的限制

要有效地使用Java泛型,必须考虑以下限制:

无法使用基元类型实例化泛型类型

无法创建类型参数的实例

无法声明类型为类型参数的静态字段

无法对参数化类型使用强制类型转换或instanceof

无法创建参数化类型的数组

无法创建、捕获或抛出参数化类型的对象

无法重载将每个重载的形式参数类型擦除为相同原始类型的方法

无法使用基元类型实例化泛型类型

考虑以下参数化类型:

class Pair {

    private K key;
    private V value;

    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    // ...
}

创建Pair对象时,不能将基本类型替换为类型参数KV

Pair p = new Pair<>(8, "a");  // compile-time error

你只能将非基本类型替换为类型参数KV

Pair p = new Pair<>(8, "a");

请注意,Java编译器将8自动装箱到Integer.valueOf(8),将"a"自动装箱到Character("a")

Pair p = new Pair<>(Integer.valueOf(8), new Character("a"));

有关自动装箱的详细信息,请参阅自动装箱和拆箱。

无法创建类型参数的实例

你无法创建类型参数的实例,例如,以下代码导致编译时错误:

public static  void append(List list) {
    E elem = new E();  // compile-time error
    list.add(elem);
}

作为解决方法,你可以通过反射创建类型参数的对象:

public static  void append(List list, Class cls) throws Exception {
    E elem = cls.newInstance();   // OK
    list.add(elem);
}

你可以按如下方式调用append方法:

List ls = new ArrayList<>();
append(ls, String.class);
无法声明类型为类型参数的静态字段

类的静态字段是类的所有非静态对象共享的类级变量,因此,类型参数的静态字段是不允许的,考虑以下类:

public class MobileDevice {
    private static T os;

    // ...
}

如果允许类型参数的静态字段,则以下代码将混淆:

MobileDevice phone = new MobileDevice<>();
MobileDevice pager = new MobileDevice<>();
MobileDevice pc = new MobileDevice<>();

因为静态字段os是由phonepagerpc共享的,所以os的实际类型是什么?它不能同时是SmartphonePagerTabletPC,因此,你无法创建类型参数的静态字段。

无法对参数化类型使用强制类型转换或instanceof

因为Java编译器会擦除泛型代码中的所有类型参数,所以无法验证在运行时使用泛型类型的参数化类型:

public static  void rtti(List list) {
    if (list instanceof ArrayList) {  // compile-time error
        // ...
    }
}

传递给rtti方法的参数化类型集是:

S = { ArrayList, ArrayList LinkedList, ... }

运行时不跟踪类型参数,因此它无法区分ArrayListArrayList之间的区别,你可以做的最多是使用无界通配符来验证列表是否为ArrayList

public static void rtti(List list) {
    if (list instanceof ArrayList) {  // OK; instanceof requires a reifiable type
        // ...
    }
}

通常,除非通过无界通配符对其进行参数化,否则无法强制转换为参数化类型,例如:

List li = new ArrayList<>();
List  ln = (List) li;  // compile-time error

但是,在某些情况下,编译器知道类型参数始终有效并允许强制转换,例如:

List l1 = ...;
ArrayList l2 = (ArrayList)l1;  // OK
无法创建参数化类型的数组

你无法创建参数化类型的数组,例如,以下代码无法编译:

List[] arrayOfLists = new List[2];  // compile-time error

以下代码说明了将不同类型插入到数组中时会发生什么:

Object[] strings = new String[2];
strings[0] = "hi";   // OK
strings[1] = 100;    // An ArrayStoreException is thrown.

如果你使用泛型列表尝试相同的操作,则会出现问题:

Object[] stringLists = new List[];  // compiler error, but pretend it"s allowed
stringLists[0] = new ArrayList();   // OK
stringLists[1] = new ArrayList();  // An ArrayStoreException should be thrown,
                                            // but the runtime can"t detect it.

如果允许参数化列表数组,则前面的代码将无法抛出所需的ArrayStoreException

无法创建、捕获或抛出参数化类型的对象

泛型类不能直接或间接扩展Throwable类,例如,以下类将无法编译:

// Extends Throwable indirectly
class MathException extends Exception { /* ... */ }    // compile-time error

// Extends Throwable directly
class QueueFullException extends Throwable { /* ... */ // compile-time error

方法无法捕获类型参数的实例:

public static  void execute(List jobs) {
    try {
        for (J job : jobs)
            // ...
    } catch (T e) {   // compile-time error
        // ...
    }
}

但是,你可以在throws子句中使用类型参数:

class Parser {
    public void parse(File file) throws T {     // OK
        // ...
    }
}
无法重载将每个重载的形式参数类型擦除为相同原始类型的方法

一个类不能有两个在类型擦除后具有相同的签名的重载方法。

public class Example {
    public void print(Set strSet) { }
    public void print(Set intSet) { }
}

重载将共享相同的类文件表示,并将生成编译时错误。

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