java泛型详解
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其他方法
最好的办法是向构造函数传递类文字（Foo.class），这样，该实现就能在运行 时知道 T 的值。不采用这种方法的原因在于向后兼容性 —— 新的泛型集合类 不能与 Collections 框架以前的版本兼容。
下面的代码中 ArrayList 采用了以下方法：
public class ArrayList<V> implements List<V> { private V[] backingArray; private Class<V> elementType; public ArrayList(Class<V> elementType) {
不幸的是，仍然不能调用 param.clone()。为什么呢？因为 clone()在 Object 中是保护访问的，调用 clone()必须通过将 clone()改写公共访问的类引用来完 成。但是重新声明 clone()为 public 并不知道 T，因此克隆也无济于事。
构造通配符引用
因此，不能复制在编译时根本不知道是什么类的类型引用。那么使用通配符类型 怎么样？假设要创建类型为 Set<?>的参数的保护性副本。您知道 Set 有一个拷 贝构造函数。而且别人可能曾经告诉过您，如果不知道要设置的内容的类型，最 好使用 Set<?>代替原始类型的 Set，因为这种方法引起的未检查类型转换警告 更少。于是，可以试着这样写：
class Foo { public void doSomething(Set<?> set) {
Set<?> copy = new HashSet<Object>(set); } }
这种构造不那么直观，但它是类型安全的，而且可以像 new HashSet<?>(set) 那样工作。
构造数组
如何实现 ArrayList<V>？假设类 ArrayList 管理一个 V 数组，您可能希望用 ArrayList<V>的构造函数创建一个 V 数组：
因为运行时不能区分 List<String>和 List<Integer>（运行时都是 List），用 泛型类型参数标识类型的变量的构造就成了问题。运行时缺乏类型信息，这给泛 型容器类和希望创建保护性副本的泛型类提出了难题。
比如泛型类 Foo：
class Foo<T> {
public void doSomething(T param) { ... } }
this.elementType = elementType; backingArray = (V[]) Array.newInstance(elementType, DEFAULT_LENGTH); } }
但是等一等！仍然有不妥的地方，调用 Array.newInstance()时会引起未经检查 的类型转换。为什么呢？同样是由于向后兼容性。Array.newInstance()的签名 是：
List<String>[] lsa = new List<String>[10]; // illegal Object[] oa = lsa; // OK because List<String> is a subtype of Object List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); li.add(new Integer(3)); oa[0] = li; String s = lsa[0].get(0);
不允许这样做有一个很充分的理由：这样做将破坏要提供的类型安全泛型。如果 能够将 List<Integer>赋给 List<Number>。那么下面的代码就允许将非 Integer 的内容放入 List<Integer>：
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); List<Number> ln = li; // illegal ln.add(new Float(3.1415));
本文的标签: best_practices, generic, java, 应用开发, 理论和实践
发布日期： 2005 年 1 月 25 日 级别： 初级 访问情况 9772 次浏览 建议： 0 (添加评论)
平均分 （共 18 个评分 ）
表面上看起来，无论语法还是应用的环境（比如容器类），泛型类型（或者泛型） 都类似于 C++ 中的模板。但是这种相似性仅限于表面，Java 语言中的泛型基本 上完全在编译器中实现，由编译器执行类型检查和类型推断，然后生成普通的非 泛型的字节码。这种实现技术称为 擦除（erasure）（编译器使用泛型类型信息 保证类型安全，然后在生成字节码之前将其清除），这项技术有一些奇怪，并且 有时会带来一些令人迷惑的后果。虽然范型是 Java 类走向类型安全的一大步， 但是在学习使用泛型的过程中几乎肯定会遇到头痛（有时候让人无法忍受）的问 题。
clone()怎么样呢？假设在 Foo 的定义中，T 扩展了 பைடு நூலகம்loneable：
class Foo<T extends Cloneable> { public void doSomething(T param) {
T copy = (T) param.clone(); // illegal } }
class Foo { public void doSomething(Set<?> set) {
Set<?> copy = new HashSet<?>(set); // illegal } }
不幸的是，您不能用通配符类型的参数调用泛型构造函数，即使知道存在这样的 构造函数也不行。不过您可以这样做：
假设 doSomething()方法希望复制输入的 param 参数，会怎么样呢？没有多少 选择。您可能希望按以下方式实现 doSomething()：
public void doSomething(T param) { T copy = new T(param); // illegal }
但是您不能使用类型参数访问构造函数，因为在编译的时候还不知道要构造什么 类，因此也就不知道使用什么构造函数。使用泛型不能表达“T 必须拥有一个拷 贝构造函数（copy constructor）”（甚至一个无参数的构造函数）这类约束， 因此不能使用泛型类型参数所表示的类的构造函数。
因此不值得效仿（甚至连泛型 Collections 框架的作者都这么说，请参阅 参考 资料）。
还有一种方法就是声明 backingArray 为 Object 数组，并在使用它的各个地方 强制将它转化为 V[]。仍然会看到类型未检查转换警告（与上一种方法一样）， 但是它使一些未明确的假设更清楚了（比如 backingArray 不应逃避 ArrayList 的实现）。
在这里可以看到一种模式 —— 与泛型有关的很多问题或者折衷并非来自泛型 本身，而是保持和已有代码兼容的要求带来的副作用。
public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)
而不是类型安全的：
public static<T> T[] newInstance(Class<T> componentType, int length)
为何 Array 用这种方式进行泛化呢？同样是为了保持向后兼容。要创建基本类 型的数组，如 int[]，可以使用适当的包装器类中的 TYPE 字段调用 Array.newInstance()（对于 int，可以传递 Integer.TYPE 作为类文字）。用 Class<T>参数而不是 Class<?>泛化 Array.newInstance()，对于引用类型有更 好的类型安全，但是就不能使用 Array.newInstance()创建基本类型数组的实例 了。也许将来会为引用类型提供新的 newInstance()版本，这样就两者兼顾了。
Collections 类通过一种别扭的方法绕过了这个问题，在 Collections 类编译 时会产生类型未检查转换的警告。ArrayList 具体实现的构造函数如下：
class ArrayList<V> { private V[] backingArray; public ArrayList() {
Java 理论和实践: 了解泛型
识别和避免学习使用泛型过程中的陷阱
简介： JDK 5.0 中增加的泛型类型，是 Java 语言中类型安全的一次重要改进。 但是，对于初次使用泛型类型的用户来说，泛型的某些方面看起来可能不容易明 白，甚至非常奇怪。在本月的“Java 理论和实践”中，Brian Goetz 分析了束 缚第一次使用泛型的用户的常见陷阱。您可以通过 讨论论坛与作者和其他读者 分享您对本文的看法。（也可以单击本文顶端或底端的 讨论来访问这个论坛。）
注意：本文假设您对 JDK 5.0 中的范型有基本的了解。
泛型不是协变的
虽然将集合看作是数组的抽象会有所帮助，但是数组还有一些集合不具备的特殊 性质。Java 语言中的数组是协变的（covariant），也就是说，如果 Integer 扩展了 Number（事实也是如此），那么不仅 Integer 是 Number，而且 Integer[] 也是 Number[]，在要求 Number[]的地方完全可以传递或者赋予 Integer[]。（更 正式地说，如果 Number 是 Integer 的超类型，那么 Number[]也是 Integer[] 的超类型）。您也许认为这一原理同样适用于泛型类型 —— List<Number>是 List<Integer>的超类型，那么可以在需要 List<Number>的地方传递 List<Integer>。不幸的是，情况并非如此。
因为 ln 是 List<Number>，所以向其添加 Float 似乎是完全合法的。但是如果 ln 是 li 的别名，那么这就破坏了蕴含在 li 定义中的类型安全承诺 —— 它是 一个整数列表，这就是泛型类型不能协变的原因。
其他的协变问题
数组能够协变而泛型不能协变的另一个后果是，不能实例化泛型类型的数组（new List<String>[3]是不合法的），除非类型参数是一个未绑定的通配符（new List<?>[3]是合法的）。让我们看看如果允许声明泛型类型数组会造成什么后果：
class ArrayList<V> { private V[] backingArray; public ArrayList() {
backingArray = new V[DEFAULT_SIZE]; // illegal } }
但是这段代码不能工作 —— 不能实例化用类型参数表示的类型数组。编译器不 知道 V 到底表示什么类型，因此不能实例化 V 数组。
backingArray = (V[]) new Object[DEFAULT_SIZE]; } }
为何这些代码在访问 backingArray时没有产生 ArrayStoreException呢？无论 如何，都不能将 Object数组赋给 String数组。因为泛型是通过擦除实现的， backingArray的类型实际上就是 Object[]，因为 Object代替了 V。这意味着： 实际上这个类期望 backingArray是一个 Object数组，但是编译器要进行额外的 类型检查，以确保它包含 V类型的对象。所以这种方法很奏效，但是非常别扭，
最后一行将抛出 ClassCastException，因为这样将把 List<Integer>填入本应 是 List<String>的位置。因为数组协变会破坏泛型的类型安全，所以不允许实 例化泛型类型的数组（除非类型参数是未绑定的通配符，比如 List<?>）。
构造延迟
因为可以擦除功能，所以 List<Integer>和 List<String>是同一个类，编译器 在编译 List<V>时只生成一个类（和 C++ 不同）。因此，在编译 List<V>类时， 编译器不知道 V 所表示的类型，所以它就不能像知道类所表示的具体类型那样 处理 List<V>类定义中的类型参数（List<V>中的 V）。
最好的办法是向构造函数传递类文字（Foo.class），这样，该实现就能在运行 时知道 T 的值。不采用这种方法的原因在于向后兼容性 —— 新的泛型集合类 不能与 Collections 框架以前的版本兼容。
下面的代码中 ArrayList 采用了以下方法：
public class ArrayList<V> implements List<V> { private V[] backingArray; private Class<V> elementType; public ArrayList(Class<V> elementType) {
不幸的是，仍然不能调用 param.clone()。为什么呢？因为 clone()在 Object 中是保护访问的，调用 clone()必须通过将 clone()改写公共访问的类引用来完 成。但是重新声明 clone()为 public 并不知道 T，因此克隆也无济于事。
构造通配符引用
因此，不能复制在编译时根本不知道是什么类的类型引用。那么使用通配符类型 怎么样？假设要创建类型为 Set<?>的参数的保护性副本。您知道 Set 有一个拷 贝构造函数。而且别人可能曾经告诉过您，如果不知道要设置的内容的类型，最 好使用 Set<?>代替原始类型的 Set，因为这种方法引起的未检查类型转换警告 更少。于是，可以试着这样写：
class Foo { public void doSomething(Set<?> set) {
Set<?> copy = new HashSet<Object>(set); } }
这种构造不那么直观，但它是类型安全的，而且可以像 new HashSet<?>(set) 那样工作。
构造数组
如何实现 ArrayList<V>？假设类 ArrayList 管理一个 V 数组，您可能希望用 ArrayList<V>的构造函数创建一个 V 数组：
因为运行时不能区分 List<String>和 List<Integer>（运行时都是 List），用 泛型类型参数标识类型的变量的构造就成了问题。运行时缺乏类型信息，这给泛 型容器类和希望创建保护性副本的泛型类提出了难题。
比如泛型类 Foo：
class Foo<T> {
public void doSomething(T param) { ... } }
this.elementType = elementType; backingArray = (V[]) Array.newInstance(elementType, DEFAULT_LENGTH); } }
但是等一等！仍然有不妥的地方，调用 Array.newInstance()时会引起未经检查 的类型转换。为什么呢？同样是由于向后兼容性。Array.newInstance()的签名 是：
List<String>[] lsa = new List<String>[10]; // illegal Object[] oa = lsa; // OK because List<String> is a subtype of Object List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); li.add(new Integer(3)); oa[0] = li; String s = lsa[0].get(0);
不允许这样做有一个很充分的理由：这样做将破坏要提供的类型安全泛型。如果 能够将 List<Integer>赋给 List<Number>。那么下面的代码就允许将非 Integer 的内容放入 List<Integer>：
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); List<Number> ln = li; // illegal ln.add(new Float(3.1415));
本文的标签: best_practices, generic, java, 应用开发, 理论和实践
发布日期： 2005 年 1 月 25 日 级别： 初级 访问情况 9772 次浏览 建议： 0 (添加评论)
平均分 （共 18 个评分 ）
表面上看起来，无论语法还是应用的环境（比如容器类），泛型类型（或者泛型） 都类似于 C++ 中的模板。但是这种相似性仅限于表面，Java 语言中的泛型基本 上完全在编译器中实现，由编译器执行类型检查和类型推断，然后生成普通的非 泛型的字节码。这种实现技术称为 擦除（erasure）（编译器使用泛型类型信息 保证类型安全，然后在生成字节码之前将其清除），这项技术有一些奇怪，并且 有时会带来一些令人迷惑的后果。虽然范型是 Java 类走向类型安全的一大步， 但是在学习使用泛型的过程中几乎肯定会遇到头痛（有时候让人无法忍受）的问 题。
clone()怎么样呢？假设在 Foo 的定义中，T 扩展了 பைடு நூலகம்loneable：
class Foo<T extends Cloneable> { public void doSomething(T param) {
T copy = (T) param.clone(); // illegal } }
class Foo { public void doSomething(Set<?> set) {
Set<?> copy = new HashSet<?>(set); // illegal } }
不幸的是，您不能用通配符类型的参数调用泛型构造函数，即使知道存在这样的 构造函数也不行。不过您可以这样做：
假设 doSomething()方法希望复制输入的 param 参数，会怎么样呢？没有多少 选择。您可能希望按以下方式实现 doSomething()：
public void doSomething(T param) { T copy = new T(param); // illegal }
但是您不能使用类型参数访问构造函数，因为在编译的时候还不知道要构造什么 类，因此也就不知道使用什么构造函数。使用泛型不能表达“T 必须拥有一个拷 贝构造函数（copy constructor）”（甚至一个无参数的构造函数）这类约束， 因此不能使用泛型类型参数所表示的类的构造函数。
因此不值得效仿（甚至连泛型 Collections 框架的作者都这么说，请参阅 参考 资料）。
还有一种方法就是声明 backingArray 为 Object 数组，并在使用它的各个地方 强制将它转化为 V[]。仍然会看到类型未检查转换警告（与上一种方法一样）， 但是它使一些未明确的假设更清楚了（比如 backingArray 不应逃避 ArrayList 的实现）。
在这里可以看到一种模式 —— 与泛型有关的很多问题或者折衷并非来自泛型 本身，而是保持和已有代码兼容的要求带来的副作用。
public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)
而不是类型安全的：
public static<T> T[] newInstance(Class<T> componentType, int length)
为何 Array 用这种方式进行泛化呢？同样是为了保持向后兼容。要创建基本类 型的数组，如 int[]，可以使用适当的包装器类中的 TYPE 字段调用 Array.newInstance()（对于 int，可以传递 Integer.TYPE 作为类文字）。用 Class<T>参数而不是 Class<?>泛化 Array.newInstance()，对于引用类型有更 好的类型安全，但是就不能使用 Array.newInstance()创建基本类型数组的实例 了。也许将来会为引用类型提供新的 newInstance()版本，这样就两者兼顾了。
Collections 类通过一种别扭的方法绕过了这个问题，在 Collections 类编译 时会产生类型未检查转换的警告。ArrayList 具体实现的构造函数如下：
class ArrayList<V> { private V[] backingArray; public ArrayList() {
Java 理论和实践: 了解泛型
识别和避免学习使用泛型过程中的陷阱
简介： JDK 5.0 中增加的泛型类型，是 Java 语言中类型安全的一次重要改进。 但是，对于初次使用泛型类型的用户来说，泛型的某些方面看起来可能不容易明 白，甚至非常奇怪。在本月的“Java 理论和实践”中，Brian Goetz 分析了束 缚第一次使用泛型的用户的常见陷阱。您可以通过 讨论论坛与作者和其他读者 分享您对本文的看法。（也可以单击本文顶端或底端的 讨论来访问这个论坛。）
注意：本文假设您对 JDK 5.0 中的范型有基本的了解。
泛型不是协变的
虽然将集合看作是数组的抽象会有所帮助，但是数组还有一些集合不具备的特殊 性质。Java 语言中的数组是协变的（covariant），也就是说，如果 Integer 扩展了 Number（事实也是如此），那么不仅 Integer 是 Number，而且 Integer[] 也是 Number[]，在要求 Number[]的地方完全可以传递或者赋予 Integer[]。（更 正式地说，如果 Number 是 Integer 的超类型，那么 Number[]也是 Integer[] 的超类型）。您也许认为这一原理同样适用于泛型类型 —— List<Number>是 List<Integer>的超类型，那么可以在需要 List<Number>的地方传递 List<Integer>。不幸的是，情况并非如此。
因为 ln 是 List<Number>，所以向其添加 Float 似乎是完全合法的。但是如果 ln 是 li 的别名，那么这就破坏了蕴含在 li 定义中的类型安全承诺 —— 它是 一个整数列表，这就是泛型类型不能协变的原因。
其他的协变问题
数组能够协变而泛型不能协变的另一个后果是，不能实例化泛型类型的数组（new List<String>[3]是不合法的），除非类型参数是一个未绑定的通配符（new List<?>[3]是合法的）。让我们看看如果允许声明泛型类型数组会造成什么后果：
class ArrayList<V> { private V[] backingArray; public ArrayList() {
backingArray = new V[DEFAULT_SIZE]; // illegal } }
但是这段代码不能工作 —— 不能实例化用类型参数表示的类型数组。编译器不 知道 V 到底表示什么类型，因此不能实例化 V 数组。
backingArray = (V[]) new Object[DEFAULT_SIZE]; } }
为何这些代码在访问 backingArray时没有产生 ArrayStoreException呢？无论 如何，都不能将 Object数组赋给 String数组。因为泛型是通过擦除实现的， backingArray的类型实际上就是 Object[]，因为 Object代替了 V。这意味着： 实际上这个类期望 backingArray是一个 Object数组，但是编译器要进行额外的 类型检查，以确保它包含 V类型的对象。所以这种方法很奏效，但是非常别扭，
最后一行将抛出 ClassCastException，因为这样将把 List<Integer>填入本应 是 List<String>的位置。因为数组协变会破坏泛型的类型安全，所以不允许实 例化泛型类型的数组（除非类型参数是未绑定的通配符，比如 List<?>）。
构造延迟
因为可以擦除功能，所以 List<Integer>和 List<String>是同一个类，编译器 在编译 List<V>时只生成一个类（和 C++ 不同）。因此，在编译 List<V>类时， 编译器不知道 V 所表示的类型，所以它就不能像知道类所表示的具体类型那样 处理 List<V>类定义中的类型参数（List<V>中的 V）。