为什么 Java 泛型不支持原始类型？

Question

为什么 Java 中的泛型适用于类而不适用于原始类型？

例如，这很好用：

List<Integer> foo = new ArrayList<Integer>();

但这是不允许的：

List<int> bar = new ArrayList<int>();

Answer 1

Java 中的泛型完全是编译时构造——编译器将所有泛型使用转换为正确类型的强制转换。这是为了保持与以前的 JVM 运行时的向后兼容性。

这个：

List<ClassA> list = new ArrayList<ClassA>();
list.add(new ClassA());
ClassA a = list.get(0);

变成（大致）：

List list = new ArrayList();
list.add(new ClassA());
ClassA a = (ClassA)list.get(0);

因此，任何用作泛型的东西都必须可转换为 Object（在此示例中，get(0) 返回 Object），而原始类型则不是。所以它们不能用于泛型。

Answer 2

在 Java 中，泛型的工作方式与它们的工作方式相同...至少部分...因为它们是在语言设计多年后添加到该语言中的¹。语言设计者在泛型选项中受到限制，他们不得不提出一种向后兼容现有语言和 Java 类库的设计。

其他编程语言（例如 C++、C#、Ada）确实允许将原始类型用作泛型的参数类型。但这样做的另一面是，此类语言的泛型（或模板类型）实现通常需要为每个类型参数化生成泛型类型的不同副本。

---

^{1 - Java 1.0 中没有包含泛型的原因是时间紧迫。他们认为必须尽快发布 Java 语言才能填补网络浏览器带来的新市场机会。 James Gosling 曾表示，如果他们有时间，他会希望包括仿制药。如果发生这种情况，Java 语言会是什么样子，谁也说不准。}

Answer 3

在 java 中，泛型是通过使用“类型擦除”来实现的，以实现向后兼容性。 所有泛型类型都在运行时转换为 Object。 例如，

public class Container<T> {

    private T data;

    public T getData() {
        return data;
    }
}

将在运行时显示为，

public class Container {

    private Object data;

    public Object getData() {
        return data;
    }
}

编译器负责提供适当的转换以确保类型安全。

Container<Integer> val = new Container<Integer>();
Integer data = val.getData()

会变成

Container val = new Container();
Integer data = (Integer) val.getData()

现在的问题是为什么在运行时选择“Object”作为类型？

答案是 Object 是所有对象的超类，可以表示任何 用户定义的对象。

由于所有 primitives 都不是从“Object”继承的，所以我们不能使用它 作为泛型类型。

仅供参考：Valhalla 项目正在尝试解决上述问题。

Answer 4

根据Java Documentation，泛型类型变量只能用引用类型实例化，不能用原始类型实例化。

这应该在Project Valhalla 下的 Java 10 中提供。

在Brian GoetzState of the Specialization 上的论文中

有一个excellent explanation 关于原语不支持泛型的原因。并且，how it will be implemented 在 Java 的未来版本中。

Java 当前已删除的实现，它为所有引用实例化生成一个类，并且不支持原始实例化。 （这是一种同构翻译，Java 的泛型只能覆盖引用类型的限制来自同构翻译相对于 JVM 字节码集的限制，JVM 对引用类型和原始类型的操作使用不同的字节码。）但是，Java 中擦除的泛型提供了行为参数（泛型方法）和数据参数（泛型类型的原始和通配符实例化）。

...

选择了一种同构翻译策略，其中泛型类型变量在被合并到字节码中时被擦除到它们的边界。这意味着无论一个类是否是泛型的，它仍然编译为一个类，具有相同的名称，并且其成员签名相同。类型安全在编译时验证，运行时不受泛型类型系统的限制。反过来，这又施加了泛型只能在引用类型上工作的限制，因为 Object 是最通用的可用类型，它不会扩展到原始类型。

Answer 5

集合被定义为需要派生自java.lang.Object 的类型。基本类型根本不这样做。