[泛型] 使用泛型的注意事项

在 Java 中有效地使用泛型，一定要注意以下限制：

不能使用原始数据类型实例化泛型类

考虑下面的泛型类：

class Pair<K, V> {

    private K key;
    private V value;

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

    // ...
}

在创建 Pair 对象的时候，类型参数 K 和 V 不能是原始数据类型：

Pair<int, char> p = new Pair<>(8, 'a');  // 编译错误

类型参数 K 和 V 只能使用非原始数据类型：

Pair<Integer, Character> p = new Pair<>(8, 'a');

Java 编译器会像下面这样使用 Integer.valueOf(8) 自动封装 8，使用 Character('a') 自动封装 'a'：

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

不能创建类型参数实例

不能创建类型参数的实例，下面这段代码会出现编译错误：

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

为了规避这个问题，你可以使用反射机制：

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

现在可以像下面代码这样来调用 append 方法：

List<String> ls = new ArrayList<>();
append(ls, String.class);

不能使用类型参数声明静态属性

类的静态属性是类级别的变量，被所有非静态对象共享。因此，不能使用类型参数声明静态属性。

考虑下面的代码：

public class MobileDevice<T> {
    private static T os;

    // ...
}

如果允许类型参数声明静态属性，那么下面的代码将会很混乱：

MobileDevice<Smartphone> phone = new MobileDevice<>();
MobileDevice<Pager> pager = new MobileDevice<>();
MobileDevice<TabletPC> pc = new MobileDevice<>();

因为静态属性 os 同时被 phone， pager， 和 pc 共享，那么现在 os 的真实类型是什么？它不可能同时是 Smartphone， Pager， 和 TabletPC 类型。因此，不允许声明静态的类型参数属性。

不能对泛型类使用强制类型转换和 instanceof

因为 Java 编译器在编译期会对所有泛型进行类型清除操作，因此，在运行时不能确定使用的是哪个类型的类型参数。

public static <E> void rtti(List<E> list) {
    if (list instanceof ArrayList<Integer>) {  // 编译错误
        // ...
    }
}

假如传递给 rtti 方法的 list 参数中的值如下：

{ ArrayList<Integer>, ArrayList<String> LinkedList<Character>, ... }

运行时不会跟踪类型参数，因此也无法区分 ArrayList<Integer> 和 ArrayList<String> 的不同。你能做的最多是使用无限制的通配符来确保类型是 ArrayList：

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

通常情况下，除非使用了无限制的通配符，否则泛型类不能进行类型强制转换：

List<Integer> li = new ArrayList<>();
List<Number>  ln = (List<Number>) li;  // 编译错误

但是，在有的时候，如果编译器能确认类型参数是正确的情况下，可以进行类型强制转换：

List<String> l1 = ...;
ArrayList<String> l2 = (ArrayList<String>)l1;  // OK

不能创建泛型类的数组

你不能创建泛型类的数组，例如，下面的代码将不能通过编译：

List<Integer>[] arrayOfLists = new List<Integer>[2];  // 编译错误

下面的代码演示了为什么会发生这个错误：

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

那么如果是泛型类 List 的数组，同样会有这个问题：

Object[] stringLists = new List<String>[];  // 编译错误，但是我们假装可以这么做
stringLists[0] = new ArrayList<String>();   // OK
stringLists[1] = new ArrayList<Integer>();  // An ArrayStoreException should be thrown

不能创建、捕获或抛出类型参数的对象

泛型类不能直接或间接继承 Throwable 类，例如，下面的代码不能通过编译：

class MathException<T> extends Exception { /* ... */ }    // 编译错误

class QueueFullException<T> extends Throwable { /* ... */ // 编译错误

方法中也不能捕获类型参数异常：

public static <T extends Exception, J> void execute(List<J> jobs) {
    try {
        for (J job : jobs)
            // ...
    } catch (T e) {   // 编译错误
        // ...
    }
}

唯一能做的是，将类型参数放到方法的 throws 后面：

class Parser<T extends Exception> {
    public void parse(File file) throws T {     // OK
        // ...
    }
}

不允许仅仅是类型参数不同的情况下进行方法重载

下面这种写法将会发生编译错误：

public class Example {
    public void print(Set<String> strSet) { }
    public void print(Set<Integer> intSet) { }
}

文章来源：http://www.aptusource.org/2014/04/restrictions-on-generics/