消除对泛型和泛型的限制

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泛型是使用一种称为类型消除(type erasure)的方法来实现的。编译器使用泛型类型信息来编译代码,但是随后会消除它。因此,泛型信息在运行时是不可用的。这种方法可以使泛型代码向后兼容使用原始类型的遗留代码。

泛型存在于编译时。一旦编译器确认泛型类型是安全使用的,就会将它转换为原始类型。例如,编译器会检查在图a中的代码里泛型是否被正确使用,然后将它翻译成如图b所示的在运行时使用的等价代码。图b中的代码使用的是原始类型。

 

当编译泛型类、接口和方法时,编译器用Object类型代替泛型类型。例如,编译器会将图a中的方法转换为图b中的方法。

 

如果一个泛型类型是不受限的,那么编译器就会用一个受限类型来替换它。例如,编译器会将图a中的方法转换为图b中的方法。

 

非常需要注意的是,不管实际的具体类型是什么,泛型类是被它的所有实例所共享的。假定按如下方式创建list1和list2:

 

尽管在编译时ArrayList<String>和ArrayList<Integer>是两种类型,但是,在运行时只有一个ArrayList类会被加载到JVM中。list1和list2都是ArrayList的实例,因此,下面两条语句的执行结果都为true:

 

但是表达式list1 instanceof ArrayList<String>是错误的。由于ArrayList<String>并没有在JVM中存储为单独一个类,所以,在运行时使用它是毫无意义的。

由于泛型类型在运行时被消除,因此,对于如何使用泛型类型是有一些限制的。下面是其中的一些限制:

限制1:不能使用new E()

不能使用泛型类型参数创建实例。例如,下面的语句是错误的:

 

出错的原因是运行时执行的是new E(),但是运行时泛型类型E是不可用的。

限制2:不能使用new E[]

不能使用泛型类型参数创建数组。例如,下面的语句是错误的:

 

可以通过创建一个Object类型的数组,然后将它的类型转换为E[]来规避这个限制,如下所示:

 

但是,类型转换到(E[])会导致一个免检的编译警告。该警告会出现是因为编译器无法确保在运行时类型转换能成功。例如,如果E是String,而new Object[]是Integer对象的数组,那么(String[])(new Object[])将会导致ClassCastException异常。这种类型的编译警告是对Java泛型的限制,也是无法避免的。

不允许使用泛型类创建泛型数组。例如,下面的代码是错误的:

 


可以使用下面的代码来规避这种限制:

 

你将会得到一个编译警告。

限制3:在静态环境下不允许类的参数是泛型类型

由于泛型类的所有实例都有相同的运行时类,所以泛型类的静态变量和方法是被它的所有实例所共享的。因此,在静态方法、数据域或者初始化语句中,为了类而引用泛型类型参数是非法的。例如,下面的代码是非法的:

 

限制4:异常类不能是泛型的

泛型类不能扩展java.lang.Throwable,因此,下面的类声明是非法的:

为什么?如果允许这择做,就应为MyException<T>添加一个catch子句,如下所示:

 

JVM必须检查这个从try子句中抛出的异常以确定它是否与catch子句中指定的类型匹配。但这是不可能的,因为在运行时类型信息是不出现的。

 

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