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课程：泛型

细则

泛型类被所有实例共享

以下代码片段会打印出什么？

List<String> l1 = new ArrayList<String>();
List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println(l1.getClass() == l2.getClass());

你可能会觉得会打印false，但实际上是错误的。它会打印true，因为所有泛型类的实例在运行时都具有相同的类，而不管它们的实际类型参数是什么。

事实上，使类成为泛型的原因是它对所有可能的类型参数具有相同的行为；同一个类可以被看作具有许多不同的类型。

因此，类的静态变量和方法也被所有实例共享。这就是为什么在静态方法或初始化程序中引用类型声明的类型参数，或者在静态变量的声明或初始化程序中引用类型参数是非法的。

强制类型转换和InstanceOf

泛型类被所有实例共享的另一个影响是，通常没有意义询问一个实例是否是特定调用的泛型类型的实例：

Collection cs = new ArrayList<String>();
// 非法。
if (cs instanceof Collection<String>) { ... }

类似地，下面的强制类型转换

// 未经检查的警告,
Collection<String> cstr = (Collection<String>) cs;

会产生一个未经检查的警告，因为这不是运行时系统将为你检查的内容。

对于类型变量也是如此

// 未经检查的警告. 
<T> T badCast(T t, Object o) {
    return (T) o;
}

类型变量在运行时不存在。这意味着它们在时间和空间上都不会产生性能开销，这很好。不幸的是，这也意味着您不能可靠地在强制类型转换中使用它们。

数组

数组对象的组件类型可能不是类型变量或参数化类型，除非它是（无界）通配符类型。您可以声明数组的类型，其元素类型是类型变量或参数化类型，但不能声明数组的对象。

这确实很让人讨厌。这个限制是为了避免出现以下情况：

// 实际上是不允许的。
List<String>[] lsa = new List<String>[10];
Object o = lsa;
Object[] oa = (Object[]) o;
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(3));
// 不安全，但通过运行时存储检查
oa[1] = li;

// 运行时错误：ClassCastException。
String s = lsa[1].get(0);

如果允许使用参数化类型的数组，前面的例子将编译通过且没有任何未经检查的警告，但在运行时会失败。我们将类型安全作为泛型的主要设计目标。特别是，该语言被设计为保证如果您的整个应用程序在使用javac -source 1.5编译时没有未经检查的警告，那么它是类型安全的。

然而，您仍然可以使用通配符数组。下面是前面代码的变体，放弃了使用数组对象和元素类型为参数化的数组类型。因此，我们必须进行显式转换才能从数组中获取一个String。

// 好的，无界通配符类型的数组。
List<?>[] lsa = new List<?>[10];
Object o = lsa;
Object[] oa = (Object[]) o;
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(3));
// 正确。
oa[1] = li;
// 运行时错误，但是转换是显式的。
String s = (String) lsa[1].get(0);

在下一个变体中，会导致编译时错误，我们避免创建元素类型为参数化的数组对象，但仍然使用具有参数化元素类型的数组类型。

// 错误。
List<String>[] lsa = new List<?>[10];

类似地，尝试创建元素类型为类型变量的数组对象会导致编译时错误：

<T> T[] makeArray(T t) {
    return new T[100]; // 错误。
}

由于类型变量在运行时不存在，因此无法确定实际的数组类型。

解决这些限制的方法是使用类字面值作为运行时类型标记，如下一节运行时类型标记的类字面值中所述。