Java的Generics的几点限制

参见

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/restrictions.html

To use Java generics effectively, you must consider the following restrictions:

[list]
[*]Cannot Instantiate Generic Types with Primitive Types
[*]Cannot Create Instances of Type Parameters
[*]Cannot Declare Static Fields Whose Types are Type Parameters
[*]Cannot Use Casts or instanceof With Parameterized Types
[*]Cannot Create Arrays of Parameterized Types
[*]Cannot Create, Catch, or Throw Objects of Parameterized Types
[*]Cannot Overload a Method Where the Formal Parameter Types of Each Overload Erase to the Same Raw Type
[/list]

[color=red]Cannot Instantiate Generic Types with Primitive Types[/color]

这个是说你不能用primitive type来做类型参数，就是说下面这个使用泛型的例子是不对的：

class Pair<K, V> {

    private K key;
    private V value;

    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    // ...
}

Pair<int, char> p = new Pair<>(8, 'a');  // compile-time error

[color=red]Cannot Create Instances of Type Parameters[/color]
这个是不能直接new T()来创建类型参数的实例。下面的例子里，在run time，有关T或者E的类型信息都找不到了，所以你必须用反射的技术来做到：

T instantiateElementType(List<T> arg)
{
  return new T(); //causes a compilation error
}

public static <E> void append(List<E> list, Class<E> cls) throws Exception {
    E elem = cls.newInstance();   // OK
    list.add(elem);
}

这里反射的技术就是传一个类作为参数。


[color=red]Cannot Declare Static Fields Whose Types are Type Parameters[/color]

这个容易引起混乱的，看下面这个例子：
如果类的静态变量允许是类型参数：

public class MobileDevice<T> {
    private static T os;

    // ...
}
MobileDevice<Smartphone> phone = new MobileDevice<>();
MobileDevice<Pager> pager = new MobileDevice<>();
MobileDevice<TabletPC> pc = new MobileDevice<>();

那么os的实际类型是什么呢？乱套了肯定。所以Java禁止这样做。

[color=red]Cannot Use Casts or instanceof with Parameterized Types[/color]
因为java在编译是做了type erasure，所以无法区分ArrayList<Integer>和ArrayList<String>，所以Java不允许如下code编译通过：

public static <E> void rtti(List<E> list) {
    if (list instanceof ArrayList<Integer>) {  // compile-time error
        // ...
    }
}

[color=red]Cannot Create Arrays of Parameterized Types[/color]
也就是说下面这行code会编译错误。

List<Integer>[] arrayOfLists = new List<Integer>[2]; // compile error

为什么要禁止这个呢？先看不同类型的object插入到array里会怎么样：

Object[] strings = new String[2];
strings[0] = "hi";   // OK
strings[1] = 100;    // An ArrayStoreException is thrown.

换成generic list呢，假设下面第一行code能够编译通过，那么第三行code在运行时就无法抛出ArrayStoreException了。所以Java要禁掉这样写法。

Object[] stringLists = new List<String>[];  // compiler error, but pretend it's allowed
stringLists[0] = new ArrayList<String>();   // OK
stringLists[1] = new ArrayList<Integer>();  // An ArrayStoreException should be thrown,
                                            // but the runtime can't detect it.

[color=red]Cannot Create, Catch, or Throw Objects of Parameterized Types[/color]
一个generic的class不能继承Throwable（间接或直接都不行）， 不能catch类型参数的实例（但可以throw）。例如：

// Extends Throwable indirectly
class MathException<T> extends Exception { /* ... */ }    // compile-time error

// Extends Throwable directly
class QueueFullException<T> extends Throwable { /* ... */ // compile-time error


public static <T extends Exception, J> void execute(List<J> jobs) {
    try {
        for (J job : jobs)
            // ...
    } catch (T e) {   // compile-time error
        // ...
    }
}

这些都会编译错误。

[color=red]Cannot Overload a Method Where the Formal Parameter Types of Each Overload Erase to the Same Raw Type[/color]
这个是说因为type erasure的原因，会导致像

public class Example {
    public void print(Set<String> strSet) { }
    public void print(Set<Integer> intSet) { }
}

两个print方法完全一样，所以也被禁止。

以上是java文档上列出来的，还有一种情况：

 public List<? extends Foo> getFoos()
  {
    List<? extends Foo> foos = new ArrayList<? extends Foo>();
    foos.add(new SubFoo());
    return foos;
  }

第三行会编译错误“Cannot instantiate the type ArrayList<? extends Foo>", 原因是如果这行ok，那么编译器就不知道是否add一个SubFoo是安全的，如果foos被赋值成ArrayList<AltFoo> 呢？记住，compiler要在编译期解决所有类型检查的，所以这些能引起混乱的它肯定要禁掉了。参见[url=http://stackoverflow.com/questions/176446/how-can-elements-be-added-to-a-wildcard-generic-collection]stackoverflow上面的回答[/url]。
多说一点的是更详细的关于genercis的使用，参见
[url]http://tutorials.jenkov.com/java-generics/wildcards.html[/url]，
关于? extends A的解释是List<? extends A>是只知道是一个list，可以装A或者A的子类，所以你可以读取里面的内容并cast成A， 但是不能insert。