JAVA泛型•约束和局限性
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泛型参数的限制
在Java中,实例化泛型类时泛型参数不能使用基本类型,如List<int>
这是不合法的,要存储基本类型则可以利用基本类型的包装类如List<Integer>
、List<Double>
等,下面补充一下八种基本类型对应的包装类,和默认初始值
[code01]
byte Byte 0
short Short 0
int Integer 0
long Long 0L
float FLoat 0.0F
double Double 0.0D
char Character '\u0000'
boolean Boolean false
不能实例化类型参数
Java中创建对象使用new关键字,但是泛型的类型参数不能用于实例化对象,如:
[code02]
public Couple() {wife = new T(); husband = new T();} // 错误
如果是在想要创建T
对象,就必须使用Java反射来创建对象了,遗憾的是T.class在Java中也是不被支持使用的,所以一种弥补的方式,传入一个类型阐述为T
的Class
对象,如Class<T>
[code03]
public static <T> Couple<T> createInstance(Class<T> clazz) {
try {
return new Couple<T>(clazz.newInstance(), clazz.newInstance());
} catch (Exception e) {
return null ;
}
}
不能实例化泛型数组
初学者对Java反射不熟悉不用着急,这里只要知道不能实例化类型参数即可,同理,不能实例化一个泛型数组,如
[code04]
public static <T> T[] maxTwo(T[] values) {T[] array = new T[2];} // 错误
泛型构建数组是不合法的,因为这么构建在擦除之后构造的永远是new Object[2]
,这不是我们所希望的结果。而且这样会导致一些运行时错误。为了更进一步说明隐患问题,来看看下面代码:
[code05]
public static <T extends Comparable<T>> T[] maxTwo(T[] array) {
Object[] result = new Object[2];
return (T[]) result; // Type safety: Unchecked cast from Object[] to T[]
}
这种方式会产生变异警告:Object[]
转换为T[]
是没有被检查的。我们来试一试这个调用: maxTwo(new String[] { "5", "7", "9" });
,运行后,发生了类型转换异常,因为方法在调用的时候将Object[]
转换为String[]
,失败的类型转化。怎么解决呢?同样这里可以使用Java发射来解决:
[code06]
public static <T extends Comparable<T>> T[] maxTwo(T[] array) {
// Type safety: Unchecked cast from Object[] to T[]
return (T[]) Array.newInstance(array.getClass().getComponentType(), 2) ;
}
不能声明参数化的数组
Couple<Employee>[] couple = new Couple<Employee>[5]
;这种声明式不合法的,这里面有一个问题还是通过类型擦除机制来解释,类型擦除后couple
的类型是Couple[]
,考虑一下两种赋值方式:
-
couple[0] = "wife"
时,编译器会报错,这个很明显的错误,couple每个元素都是Couple类型。 -
couple[0] = new Couple<String>()
,类型擦除后这个可以通过数组检测,但仍然是错误的类型,因为couple在声明的时候定义的是Couple<Employee>,所以会出现问题。
如果要存放参数化类型对象的集合,可以考虑使用ArrayList<Couple<Employee>>
进行声明,而且Java中建议优先使用集合,这样既安全又有效。
类型参数不能进行类型查询
通常我们会使用if (arg1 instanceof Couple)来判断arg1是否属于Couple类型,有些爱思考的程序员可能会想更具体地去判断arg1类型是属于Couple<T>
,指定类型参数,如:
[code07]
if (arg1 instanceof Couple<Employee>){...} // 错误
Java虚拟机中没有泛型概念,所有instanceof
类型查询只查询原始类型,所以code07
中的语法在Java中的不支持的。同理,在强制类型转换中也是不允许指定类型参数的,如:
Couple<Employee> couple = (Couple<Employee>)arg; // 错误
不能抛出、不能捕获泛型类实例
在Java中,public class GenericException <T> extends Exception {...}
这种泛型类扩展自Throwable
是不合法的,不能通过编译器。
不能再catch子句中使用类型参数,如:
[code08]
public static <T extends Throwable> void doSomething(Class<T> t) {
try {
// do something...
} catch (T e) {
e.printStackTrace();
}
} // 错误
code08
中的代码是不合法的,下面在异常声明中使用类型参数是合法的,例如:
[code09]
public static <T extends Throwable> void doSomething(T t) throws T {
try {
// do something...
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
throw t;
}
}// 正确
泛型类中的类型参数不能用于静态上下文中
怎么理解这个呢?看个例子就知道了,如一个泛型单例:
[code10]
public class Singleton <T>{
private static T instance;
public static T getInstance(){ ..}
}
上述代码,是无法通过编译器的,怎么解释这个呢?试想假设这个程序可以运行,声明一个Singleton<String>
和一个Singleton<Employee>
,类型擦除之后都是Singleton
,但只包含了一个instance
域,这个域不可能同时是String
类型的又是Employee
类型的,所以假设是不成立的,顺便回顾了一下学校里学的反证法~ ~
类型擦除后引起的冲突
看一个泛型类:
[code11]
public class NameClash<T> {
public boolean equals(T value) {
return false ;
}
}
从这个类的定义中来看,存在两个equals
方法,一个是自身定义的public boolean equals(T value) {...}
,一个是从Object
继承的public boolean equals(Object obj) {...}
,但类型擦除以后,前者方法成为了public boolean equals(Object value) {...}
,而在一个类中同时存在两个方法名和参数一样的方法是不可能的,所以这里引发的冲突是没法通过编译器的。可以通过重新命名方法进行修正。
擦除引起的冲突还体现在另一点上,再看一段错误的代码:
[code12]
class Calendar implements Comparable<Calendar> {...}
class GregorianCalendar extends Calendar implements Comparable<GregorianCalendar> {...}
上述代码是非法的,为什么?回顾一下类型擦除后,虚拟机会为Calendar
类合成桥方法,实现了Comparable<Calendar>
获得一个桥方法:
public int compareTo (Object o) {return compareTo((Calendar)o);}
而实现了Comparable<GregorianCalendar>
在类型擦除后,虚拟机为GregorianCalendar
合成一个桥方法:
public int compareTo (Object o) {return compareTo((GregorianCalendar )o);}
这样一来在GregorianCalendar
类中存在两个一样的方法,这是不允许的。