java泛型程序设计——Varargs 警告+不能实例化类型变量

【0】README

0.1） 本文描述+源代码均 转自 core java volume 1， 旨在理解 java泛型程序设计 的 Varargs 警告+不能实例化类型变量 的知识；

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【1】 Varargs 警告

1.1）一个相关问题： 向参数个数可变的方法传递一个泛型类型的实例；

• 1.1.1）考虑以下方法， 它的参数个数是可变的：

public static void addAll(Collection

• 1.1.2）应该记得， 实际上参数ts 是一个数组， 包含所有实参， 考虑以下调用：

Collection> table = ......;
Pair pair1 = ....;
Pair pair2 = ....;
addAll(table, pair1, pair2)；

• 1.1.3）为了调用上述方法： java 虚拟机必须建立一个 Pair 数组， 这就违反了前面的规则， 不过， 对于这种case ， 你只会得到一个警告， 而不是 错误；

1.4）可以采用以下两种方法来抑制这种警告（Methods）：（解决方法）

• M1）一种方法是 为 包含 addAll 调用的方法增加 标注

@SuppressWarnings("unchecked")；

• M2）在java se 7中， 还可以用 @SafeVarargs 直接标注addAll 方法：

@SafeVarargs
public static  void addAll(Collection coll, T...ts)；

• 现在就可以用 泛型类型来调用这个方法了；

Annotation）

• A1）可以使用 @SafeVarargs 标注来消除创建泛型数组的有关限制， 方法如下：

@SafeVarargs
static  E[] array(E... array)
{
    return array;
}

• A2）现在可以调用：

Pair[] table = array(pair1, pair2);

• 这看起来方便， 不过隐藏着危险， 如下代码：

Object[] objarray = table;
objarray[0] = new Pair();

• 能顺利运行而不会出现 ArrayStoreException 异常 （因为数组存储只会检查擦除的类型）， 但在处理 table[0] 时 你会在别处得到一个异常；

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【2】不能实例化类型变量

2.1）不能使用像 new T(…)， new T[…] 或 T.class 这样的表达式中的类型变量。

• 2.1.1）看个荔枝：（下面的 Pair 构造器就是非法的）

public Pair()
{
    first = new T();
    second = new T(); // ERROR
}

• 2.1.2）类型擦除将T 改变成 Object， 而且， 本意肯定不希望调用 new Object（）。
• 2.1.3）但是可以通过反射调用 Class.newInstance 方法来构造泛型对象：

然而，我们却不能调用： first = T.class.newInstance（）；//ERROR

• 2.1.4）因为， 表达式 T.class　是不合法的， 必须像下面这样设计 API 以便可以支配Class 对象：

public static Pair makePair(Class cl)
{
    try{ return new Pair<>(c1.newInstance(), c1.newInstance()) }
    catch(Exception ex) {return null;}
}

• 2.1.5）以上方法可以按照下列方式调用：

Pairp = Pair.makePair(String.class)；

• Attention） Class 类本身就是泛型， 如， String.class 是一个 class《String》 的实例（事实上， 它是唯一的实例）。 因此， makePair 方法能够推断出 pair 的类型；
• 2.1.6） 不能构造一个 泛型数组：

public  static  T[] minmax(T[] a) { T[] mm = new T[2]; ...} //ERROR

• 类型擦除会让这个方法永远构造 Object[2]数组；

2.2）如果数组仅仅是作为一个类的私有实例域， 就可以将这个数组声明为 Object[]， 并且在获取元素时进行类型转换。

• 2.2.1）看个荔枝： 如 ArrayLIst 可以这样实现：

public class ArrayList<E>
{
    private Object[] elements;
    ...
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public E get(int n)
    {
        return (E) elements[n]; //获取元素时进行类型转换
    }
    pubic void set(int n, E e)
    {
        elements[n] =e;
    }
}

• 2.2.2）实际的实现没有这么清晰：

public class ArrayList<E>
{
    paivate E[] elements;
    ...
    public ArrayList(){ elements = (E[])new Object[0]; }
}

• 2.2.3）这里， 强制类型转换 E[] 是一个假想， 而类型 擦除使其无法察觉；

2.3）由于 minmax方法 返回 T[] 数组， 使得这一技术无法施展， 如果掩盖这个类型会有运行时错误。假设实现代码：

public static  T[] minmax(T...a)
{
    Object[] mm = new Object[2];
    ...
    reutrn (T[]) mm;
}

2.4）调用String[] ss = minmax(“tom”, “dick”, “Harry”);
对上述代码的分析（Analysis）：

• A1）编译时不会有任何警告。 但Object[] 引用赋给 String[] 变量时， 将会发生 ClassCastException 异常；
• A2）在这种case下， 利用反射，调用 Array.newIntance;

public static  T[] minmax(T... a)
{
    T[] mm = (T[])mm.newInstance(a.getClass().getComponentType(), 2);
}    

• A3）ArrayList 类的toArray方法就没有这么幸运了。 它需要生成一个 T[] 数组， 但没有成分类类型。 因此， 有下面两种不同的形式：

Object[] toArray();
T[] toArray(T[] result);

• 第二个方法接收一个数组参数。 如果数组足够大， 就是用这个数组。 否则， 用result 的成分类型构造一个足够大的 新数组；