Java 泛型 泛型的约束与局限性

不能用基本类型实例化类型参数

不能用类型参数代替基本类型：例如，没有Pair,只有Pair，其原因是类型擦除。擦除之后，Pair类含有Object类型的域，而Object不能存储double值。这体现了Java语言中基本类型的独立状态。

运行时类型查询只适用于原始类型(raw type)

运行时：通常指在Classloader装载之后，JVM执行之时

类型查询：instanceof、getClass、强制类型转换

原始类型：即（raw type）,泛型类型经编译器类型擦除后是Object或泛型参数的限定类型（例如Pair，Comparable就是T的限定类型，转化后泛型的原始类型就是Comparable，所以Pair类不带泛型是Pair），即Pair类含有Comparable类型的域

JVM中没有泛型

if(a instanceof Pair) //ERROR,仅测试了a是否是任意类型的一个Pair，会看到编译器ERROR警告


if(a instanceof Pair) //ERROR


Pair p = (Pair) a;//WARNING,仅测试a是否是一个Pair


Pair stringPair = ...;
Pair employeePair = ...;
if(stringPair.getClass() == employeePair.getClass()) 
 //会得到true，因为两次调用getClass都将返回Pair.class
 //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天

不能创建参数化类型的数组(泛型数组)

参数化类型的数组：指类型带有泛型参数的数组，也即泛型数组，如Pair[] 、 T[]

不能实例化参数化类型的数组，例如:

Pair table = new Pair[10]; //ERROR

在这里我们假设可以实例化，那么经编译器类型擦除后，table的类型是Pair[]，我们再让它协变为Object[]：

Object[] objArray = table;

而一般来说，数组会记住他的元素类型Pair，我们如果试图存储其他类型的元素，就会抛出异常（数组存储检查），例如：

objArray[0] = "Hello"; //ERROR--component type is Pair

但是，对于泛型类型Pair，类型擦除会使这种不同类检查机制无效，这就是不能实例化泛型数组的原因！

objArray[0] = new Pair();  
//如果泛型机制允许我们实例化数组，那么这一步就没理由出错了！
//而这违背了我们的初衷（限定类型）

数组存储只会检查擦除后的类型，又因为Java语言设计数组可以协变，所以可以通过编译
能够通过数组存储检查，不过仍会导致一个类型错误，故不允许创建参数化类型的数组
注意，声明类型为Pair[]的变量是合法的，只是不能创建这些实例（我们应该直接用new Pair[10]{…}来初始化这个变量）

泛型数组的间接实现：

通过泛型数组包装器，如ArrayList类，维护一个Object数组，然后通过进出口方法set、get来限定类型和强制转换数组类型，从而间接实现泛型数组，

例如：ArrayList: ArrayList>、ArrayList

不能实例化类型变量T

即不能使用new T(..) , new T[..] 或 T.class这样的表达式中的类型变量
例如： public Pair() { first = new T(); } //ERROR!类型擦除将T改变成Object，调用非本意的new Object()
不能使用new T(..)
但是，可通过反射调用Class.newInstance方法来构造泛型对象（要注意表达式T.class是非法的）

public static  Pair makePair(Class cl){
    try{ return new Pair<>(cl.newInstance() , cl.newInstance()); }
    catch(Exception ex) { return null; }
}
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//这个方法可以按照下列方式调用：
Pair p = Pair.makePair(String.class);

注意：Class类本身是泛型。String.class是一个Class的实例，因此makePair方法能够推断出pair的类型
不能使用new T[…]

解决方案：使用泛型数组包装器，例如ArrayList
然而，当在设计一个泛型数组包装器时，例如方法minmax返回一个T[]数组，则泛型数组包装器无法施展，因为类型擦除，return (T [])new Object是没有意义的强转不了。此时只好利用反射，调用Array.newInstance：

import java.lang.reflect.*;
...
public static  T[] minmax(T... a){
    T[] mm = (T[]) Array.newInstance(a.getClass().getComponentType() , 2);
...
}

【API文档描述】public Class getComponentType() 返回表示数组组件类型的 Class。如果此类不表示数组类，则此方法返回 null。
而ArrayList类中的toArray方法的实现就麻烦了

public Object[] toArray() 无参，返回Object[]数组即可　
public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

【API文档描述】public static T[] copyOf(T[] original,int newLength)
　　复制指定的数组，截取或用 null 填充（如有必要），以使副本具有指定的长度。对于在原数组和副本中都有效的所有索引，这两个数组将包含相同的值。对于在副本中有效而在原数组无效的所有索引，副本将包含 null。当且仅当指定长度大于原数组的长度时，这些索引存在。所得数组和原数组属于完全相同的类。
public T[] toArray(T[] a) a - 要存储列表元素的T[]数组（如果它足够大）否则分配一个具有相同运行时类型的新数组，返回该T[]数组

@SuppressWarnings("unchecked")
    public  T[] toArray(T[] a) {
        if (a.length < size)
            // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass()); //a.getClass()得运行时目的数组的运行时类型//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
        System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
        if (a.length > size)
            a[size] = null;
        return a;
    }

【API文档描述】
public static T[] copyOf(U[] original,int newLength, Class newType)
复制指定的数组，截取或用 null 填充（如有必要），以使副本具有指定的长度。对于在原数组和副本中都有效的所有索引，这两个数组将包含相同的值。对于在副本中有效而在原数组无效的所有索引，副本将包含 null。当且仅当指定长度大于原数组的长度时，这些索引存在。所得数组属于 newType 类。
泛型类的静态上下文中类型变量无效

泛型类不能在静态域或静态方法中引用类型变量

public class Singleton{
    private static T singleInstance; //ERROR
    public static T getSingleInstance(){...} //ERROR
}

类型擦除后只剩下Singleton类，因为静态所以他只包含一个singleInstance域，如果能运行则以Singleton类为模板生成不同类型的域，因此产生了冲突

不能throws或catch泛型类的实例（有关异常）

泛型类继承Throwable类不合法，如public class Problem extends Exception {...}//ERROR 不能通过编译
catch子句不能使用类型变量

public static  void doWork(Class t){
    try{
            do work
        }catch (T e){ // ERROR
            Logger.global.info(...)
        }
}

不过，在异常规范中使用类型变量是允许的：

public static  void doWork(T t) throws T { //此时可以throws T
    try{//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
            do work
        }catch (Throwable realCause){ //捕获到具体实例
            t.initCause(realCause); 
            throw t; //这时候抛具体实例，所以throw t 和 throws T 是可以的!
        }
}

此特性作用：可以利用泛型类、类型擦除、SuppressWarnings标注，来消除对已检查(checked)异常的检查，
unchecked和checked异常: Java语言规范将派生于Error类或RuntimeException的所有异常称为未检查(unchecked)异常，其他的是已检查(checked)异常

• Java异常处理原则：必须为所有已检查(checked)异常提供一个处理器，即一对一个，多对多个

 @SuppressWarnings("unchecked") 
   //SuppressWarning标注很关键，使得编译器认为T是unchecked异常从而不强迫为每一个异常提供处理器
public static  void throwAs(Throwable e) throws
   T{  //因为泛型和类型擦除，可以传递任意checked异常，例如RuntimeException类异常

    throw (T) e;
}

假设该方法放在类Block中，如果调用 Block.throwAs(t); 编译器就会认为t是一个未检查的异常

public abstract class Block{
    public abstract void body() throws Exception;
    public Thread toThread(){
        return new Thread(){
                        public void run(){
                            try{
                                 body();
                            }catch(Throwable t){
                                 Block.throwAs(t);
                            }//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
                        }
                    };
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static  void throwAs(Throwable e) throws T{
    throw (T) e ;
    }
}

再写个测试类

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        new Block(){
            public void body() throws Exception{
                //不存在ixenos文件将产生IOException，checked异常！
                Scanner in = new Scanner(new File("ixenos"));
                while(in.hasNext())
                    System.out.println(in.next());
            }//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
        }.toThread().start();
    }
}

• 启动线程后，throwAs方法将捕获线程run方法所有checked异常，“处理”成unchecked
  Exception(其实只是骗了编译器)后抛出；

有什么意义？正常情况下，因为run()方法声明为不抛出任何checked异常，所以必须捕获所有checked异常并“包装”到未检查的异常中；意义：而我们这样处理后，就不必去捕获所有并包装到unchecked异常中，我们只是抛出异常并“哄骗”了编译器而已
注意擦除后的冲突

Java泛型规范有个原则：“要想支持擦除的转换，就需要强行限制一个泛型类或类型变量T不能同时成为两个接口类型的子类，而这两个接口是统一接口的不同参数化”
注意：非泛型类可以同时实现同一接口，毕竟没有泛型，很好处理

class Calender implements Comparable{...}

class GGCalender extends Calender implements Comparable{...} //ERROR

在这里GGCalender类会同时实现Comparable 和 Comparable，这是同一接口的不同参数化

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