泛型（11）：问题

约定不等于承诺〃 2023-07-17 15:56 8阅读 0赞

本节将阐述在使用java泛型时会出现的各类问题。

### 一、任何基本类型都不能作为类型参数 ###

正如本章早先提到过的，你将在java泛型中发现的限制之一是，不能将基本类型用作类型参数。因此，不能创建ArrayList<int>之类的东西。

解决之道是使用基本类型的包装器类以及java SE5的自动包装机制。如果创建一个ArrayList<Integer>，并将基本类型int应用于这个容器，那么你将发现自动包装机制将自动地实现int到Integer的双向转换——因此，这几乎就像是有一个ArrayList<int>一样：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class ListOfInt {
    	public static void main(String[] args) {
    		List<Integer> li = new ArrayList<>();
    		for (int i = 0; i < 5; i++) {
    			li.add(i);
    		}
    		for (int i : li) {
    			System.out.println(i);
    		}
    	}
    }

注意，自动包装机制甚至允许用foreach语法来产生int。通常，这种解决方案工作的很好——能够成功地存储和读取int，有一些转换碰巧在发生的同时会对你屏蔽掉。但是，如果性能成为了问题，就需要使用专门适配基本类型的容器版本。

org.apache.commons.collections.primitives就是一种开源的这类版本。

下面是另外一种方式，它可以创建持有Byte的Set：

import java.util.Arrays;
    import java.util.HashSet;
    import java.util.Set;
    
    public class ByteSet {
    	Byte[] possibles = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    	Set<Byte> mySet = new HashSet<>(Arrays.asList(possibles));
    //	Set<Byte> mySet2 = new HashSet<>(Arrays.<Byte>asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9));
    }

注意，自动包装机制解决了一些问题，但并不是解决了所有问题。下面的示例展示了一个泛型的Generator接口，它指定next()方法返回一个具有其参数类型的对象。FArray类包含一个泛型方法，它通过使用生成器在数组中填充对象（这使得类泛型在本例中无法工作，因为这个方法是静态的）。

import java.util.Random;
    
    public class RandomGenerator {
    	private static Random r = new Random();
    
    	public static class Integer implements Generator<java.lang.Integer> {
    		private int mod = 10000;
    
    		public Integer() {
    		}
    
    		public Integer(int modulo) {
    			mod = modulo;
    		}
    
    		@Override
    		public java.lang.Integer next() {
    			return r.nextInt();
    		}
    	}
    }

import com.buba.util.Generator;
    import com.buba.util.RandomGenerator;
    
    class FArray {
    	public static <T> T[] fill(T[] a, Generator<T> gen) {
    		for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    			a[i] = gen.next();
    		}
    		return a;
    	}
    }
    
    public class PrimitiveGenericTest {
    	public static void main(String[] args) {
    		Integer[] integers = FArray.fill(new Integer[7], new RandomGenerator.Integer(10));
    		for (int i : integers) {
    			System.out.println(i);
    		}
    
    //		int[] b = FArray.fill(new int[7], new RandomGenerator.Integer(10));
    	}
    }

由于RandomGenerator.Integer实现了Generator<Integer>，所以我的希望是自动包装机制可以自动地将next()的值从Integer转换为int。但是，自动包装机制不能应用于数组，因此这无法工作。

### 二、实现参数化接口 ###

一个类不能实现同一个泛型接口的两种变体，由于擦除的原因，这两个变体会成为相同的接口。下面是产生这种冲突的情况：

interface Payable<T> {
    }
    
    class Employee implements Payable<Employee> {
    }
    
    class Hourly extends Employee implements Payable<Hourly> {
    }
    
    public class MultipleInterfaceVariants {
    
    }

Hourly不能编译，因为擦除会将Payable<Employee>和Payable<Hourly>简化为相同的类Payable，这样，上面的代码就意味着在重复两次的实现相同的接口。

在使用某些更基本的java接口，例如，Comparable<T>时，这个问题可能会变得十分令人恼火，就像你在本节稍后就会看到的那样。

### 三、转型和警告 ###

使用带有泛型类型参数的转型或instanceof不会有任何效果。下面的容器在内部将各个值存储为Object，并在获取这些值时，再将它们转型回T：

class FixedSizeStack<T> {
    	private int index = 0;
    	private Object[] storage;
    
    	public FixedSizeStack(int size) {
    		storage = new Object[size];
    	}
    
    	public void push(T item) {
    		storage[index++] = item;
    	}
    
    	@SuppressWarnings("unchecked")
    	public T pop() {
    		return (T) storage[--index];
    	}
    }
    
    public class GenericCast {
    	private static final int SIZE = 10;
    
    	public static void main(String[] args) {
    		FixedSizeStack<String> strings = new FixedSizeStack<>(SIZE);
    		for (String string : "A B C D E F G H I J".split(" ")) {
    			strings.push(string);
    		}
    		for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
    			String s = strings.pop();
    			System.out.print(s + " ");
    		}
    	}
    }

如果没有@SuppressWarnings注解，编译器将对pop产生“unchecked cast”警告。由于擦除的原因，编译器无法知道这个转型是否是安全的，并且pop()方法实际上并没有执行任何转型。这是因为，T被擦除到它的第一个边界，默认情况下是Object，因此pop()实际上只是将Object转型为Object。

有时，泛型没有消除对转型的需要，这就会由编译器产生警告，而这个警告是不恰当的。例如：

import java.io.FileInputStream;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.IOException;
    import java.io.ObjectInputStream;
    import java.util.List;
    
    public class NeedCasting {
    	@SuppressWarnings("unchecked")
    	public void f(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {
    		ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(args[0]));
    		List<Widget> shapes = (List<Widget>) in.readObject();
    	}
    }

readObject()无法知道它正在读取的是什么，因此它返回的是必须转型的对象。但是当注释掉@SuppressWarnings注解，并编译这个程序时，会得到警告。你会被强制要求转型，但是又被告知不应该转型。为了解决这个问题，必须使用java SE5中引入的新的转型形式，即通过泛型类来转型：

import java.io.FileInputStream;
    import java.io.ObjectInputStream;
    import java.util.List;
    
    public class ClassCasting {
    	@SuppressWarnings("unchecked")
    	public void f(String[] args) throws Exception {
    		ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(args[0]));
    //		List<Widget> lw1 = List<Widget>.class.cast(in.readObject());
    		List<Widget> lw2 = List.class.cast(in.readObject());
    	}
    }

但是，不能转型到实际类型（List<Widget>）。也就是说，不能声明：

List<Widget>.class.cast(in.readObject());

甚至当你添加一个像下面这样的另一个转型时：

(list<Widget>)List.class.cast(in.readObject());

仍旧会得到警告。

### 四、重载 ###

下面的程序是不能编译的，即使编译它是一种合理的尝试：

import java.util.List;
    
    public class UseList<W, T> {
    	void f(List<T> v) {
    	}
    
    	void f(List<W> v) {
    	}
    }

由于擦除的原因，重载方法将产生相同的类型签名。与此不同的是，当被擦除的参数不能产生唯一的参数列表时，必须提供明显有区别的方法名：

import java.util.List;
    
    public class UseList<W, T> {
    	void f1(List<T> v) {
    	}
    
    	void f2(List<W> v) {
    	}
    }

幸运的是，这类问题可以由编译器探测到。

### 五、基类劫持了接口 ###

假设你有一个Pet类，它可以与其他的Pet对象进行比较（实现了Comparable接口）：

public class ComparablePet implements Comparable<ComparablePet> {
    
    	@Override
    	public int compareTo(ComparablePet o) {
    		return 0;
    	}
    
    }

对可以与ComparablePet的子类比较的类型进行窄化是有意义的，例如，一个Cat对象就只能与其他的Cat对象比较：

class Cat extends ComparablePet implements Comparable<Cat> {
    	@Override
    	public int compareTo(ComparablePet o) {
    		return 0;
    	}
    }

遗憾的是，这不能工作。一旦为Comparable确定了ComparablePet参数，那么其他任何实现类都不能与ComparablePet之外的任何对象比较：

class Hamster extends ComparablePet implements Comparable<ComparablePet> {
    	public int compareTo(ComparablePet o) {
    		return 0;
    	}
    }
    
    // Or just:
    
    class Gecko extends ComparablePet {
    	public int compareTo(ComparablePet o) {
    		return 0;
    	}
    }

Hamster说明再次实现ComparablePet中的相同接口是可能的，只要它们精确地相同，包括参数类型在内。但是，这只是与覆盖基类中的方法相同，就像在Gecko中看到的那样。

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