快速java泛型问题

Question

我认为我并不真正了解 Java 泛型。这两种方法有什么区别？以及为什么第二个不能编译，错误如下图。

谢谢

static List<Integer> add2 (List<Integer> lst) throws Exception {
    List<Integer> res = lst.getClass().newInstance();
    for (Integer i : lst) res.add(i + 2);
    return res;
}

.

static <T extends List<Integer>> T add2 (T lst) throws Exception {
    T res = lst.getClass().newInstance();
    for (Integer i : lst) res.add(i + 2);
    return res;
}

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: Uncompilable source code - incompatible types
  required: T
  found:    capture#1 of ? extends java.util.List

Answer 1

要编译第二种方法，你必须将newInstace()的结果转换为T：

static <T extends List<Integer>> T add2 (T lst) throws Exception {
  T res = (T) lst.getClass().newInstance();
  for (Integer i : lst) res.add(i + 2);
  return res;
}

关于这两种方法的区别，我们先不谈实现，只考虑签名。

代码编译后，两个方法的签名完全相同（因此如果名称相同，编译器会报错）。这是因为所谓的类型擦除。

在 Java 中，所有类型参数在编译后都会消失。它们被最通用的原始类型所取代。在这种情况下，这两个方法都将编译为List add2(List)。

现在，这将显示两种方法之间的区别：

class Main {
  static <T extends List<Integer>> T add1(T lst) { ... }
  static List<Integer> add2(List<Integer> lst) { ... }
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Integer> l = new ArrayList<Integer>();
    ArrayList<Integer> l1 = add1(l);
    ArrayList<Integer> l2 = add2(l); // ERROR!
  }
}

标记为// ERROR! 的行将无法编译。

在第一个方法add1中，编译器知道它可以将结果赋给ArrayList<Integer>类型的变量，因为签名声明方法的返回类型与参数的返回类型完全相同.由于参数的类型为ArrayList<Integer>，编译器会将T 推断为ArrayList<Integer>，这将允许您将结果分配给ArrayList<Integer>。

在第二种方法中，编译器只知道它将返回一个List<Integer> 的实例。无法确定它是否是ArrayList<Integer>，因此您必须进行显式转换，ArrayList<Integer> l2 = (ArrayList<Integer>) add2(l);。请注意，这不会解决问题：您只是告诉编译器停止抱怨并编译代码。您仍然会收到警告（unchecked cast），可以通过使用@SuppressWarnings("unchecked") 注释方法来消除警告。现在编译器会安静下来，但您可能仍会在运行时收到ClassCastException！

Answer 2

第一个被指定接受一个List并返回一个List。 List 是一个接口，这意味着实现 List 的某个具体类的实例作为参数传递，结果返回了实现 List 的某个其他具体类的实例，这两个类之间没有任何进一步的关系而不是他们都实现了 List。

第二个加强了这一点：它被指定接受某个实现 List 的类作为参数，并返回完全相同的类或后代类的实例作为结果。

例如，您可以像这样调用第二个：

ArrayList list; // initialization etc not shown
ArrayList result = x.add2(list);

但不是第一个，除非您添加了类型转换。

那有什么用是另一个问题。 ;-)

@Bruno Reis 解释了编译错误。

Answer 3

为什么第二个不能编译，错误如下图。

显示的错误是实际上报告您尝试运行代码编译失败。最好将 IDE 配置为不运行出现编译错误的代码。或者如果你坚持让这种情况发生，至少报告实际的编译错误以及行号等。

Answer 4

“我认为我并不真正了解 Java 泛型。”

没有人...

这个问题与有趣的返回类型 getClass() 有关。请参阅它的 javadoc。还有this recent thread。

在您的两个示例中，lst.getClass() 返回 Class<? extends List>，因此，newInstance() 返回 ? extends List - 或者更正式地说，是 javac 引入的新类型参数 W 其中W extends List

在您的第一个示例中，我们需要将W 分配给List<Integer>。这是assignment conversion 允许的。首先，W 可以转换为List，因为List 是W 的超类型。然后由于List 是原始类型，因此允许进行可选的未经检查的转换，它将List 转换为List<Integer>，并带有强制编译器警告。

在第二个例子中，我们需要将W 分配给T。我们在这里运气不好，没有从W 转换为T 的路径。这是有道理的，因为据 javac 目前所知，W 和 T 可能是 List 的两个不相关的子类。

当然，我们知道W 是T，如果允许，分配本来是安全的。这里的根本问题是getClass() 丢失了类型信息。如果 x.getClass() 返回 Class<? extends X> 而没有擦除，那么您的两个示例都将在没有警告的情况下编译。它们确实是类型安全的。

Answer 5

泛型是保证类型安全的一种方式。 例如：

int[] arr = new int[4];
   arr[0] = 4; //ok
   arr[1] = 5; //ok
   arr[2] = 9; //ok
   arr[3] = "Hello world"; // you will get an exception saying incompatible 

类型。

Java 中的默认数组是类型安全的。整数数组仅用于 包含整数，仅此而已。

现在：

ArrayList arr2 =new ArrayList();
   arr2.add(4); //ok
   arr2.add(5); //ok
   arr2.(9); //ok


   int a = arr2.get(0);
   int b = arr2.get(1);
   int c = arr3.get(2);

您将获得一个异常，例如无法强制转换 Object 实例转整数。

原因是 ArrayList 存储对象而不是像 上面的数组。

正确的方法是显式转换为整数。你必须这样做 因为类型安全尚未得到保证。 例如：

int a = (int)arr2.get(0);

要为集合使用类型安全，您只需指定集合包含的对象的类型。 例如：

 ArrayList<Integer> a = new ArrayList<Integer>();


After insertion into the data structure, you can simply retrieve it like you 
would do with an array.

例如：

int a = arr2.get(0);