使用泛型的限制

无法使用基本类型实例化泛型

请考虑以下参数化类型：

class Pair<K, V> {
    private K key;
    private V value;
    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
}
// 创建Pair对象时，不能将基本类型替换为类型参数K或V
Pair<int, char> p = new Pair<>(8, 'a');  // compile-time error
// 只能将非基本类型替换为类型参数K和V
Pair<Integer, Character> p = new Pair<>(8, 'a');
// Java编译器会自动装箱，将8转为Integer.valueOf(8)，将'a'转为Character('a')
Pair<Integer, Character> p;
p = new Pair<>(Integer.valueOf(8), new Character('a'));

无法创建类型参数的实例

无法创建类型参数的实例。例如，以下代码导致编译时错误：

// compile-time error
public static <E> void append(List<E> list) {
    E elem = new E();  
    list.add(elem);
}
 // OK 通过反射创建类型参数的对象
public static <E> void append(List<E> list, Class<E> cls) throws Exception {
    E elem = cls.newInstance();  
    list.add(elem);
}
// 按如下方式调用append方法
List<String> ls = new ArrayList<>();
append(ls, String.class);

无法声明类型为类型参数的静态字段

类的静态字段是类的所有非静态对象共享的类级变量。因此，不允许使用类型参数的静态字段。考虑以下类：

public class MobileDevice<T> {
    private static T os;
    // ...
}

如果允许类型参数的静态字段，则以下代码将混淆：

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

因为静态字段os由phone、pager、pc所共享的，所以os的实际类型是什么呢？它不能同时是Smartphone、Pager或者TabletPC。因此，无法创建类型参数的静态字段。

无法使用具有参数化类型的强制转换或instanceof

因为Java编译器会擦除通用代码中的所有类型参数，所以无法验证在运行时使用泛型类型的参数化类型：

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

传递给rtti方法的参数化类型集是：

S = { ArrayList<Integer>, ArrayList<String> LinkedList<Character>, ... }

运行时不跟踪类型参数，因此无法区分ArrayList<Integer>和ArrayList<String>。可以做的最多是使用无界通配符来验证列表是否为ArrayList：

public static void rtti(List<?> list) {
    if (list instanceof ArrayList<?>) {  // OK; instanceof requires a reifiable type
        // ...
    }
}

通常，除非通过无界通配符对参数化进行参数化，否则无法强制转换为参数化类型。例如：

List<Integer> li = new ArrayList<>();
List<Number>  ln = (List<Number>) li;  // compile-time error

但是，在某些情况下，编译器知道类型参数始终有效并允许强制转换。例如：

List<String> l1 = ...;
ArrayList<String> l2 = (ArrayList<String>)l1;  // OK

无法创建参数化类型的数组

无法创建参数化类型的数组。例如，以下代码无法编译：

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

以下代码说明了将不同类型插入到数组中时会发生什么：

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

如果使用通用列表尝试相同的操作，则会出现问题：

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.

如果允许参数化列表数组，则前面的代码将无法抛出所需的ArrayStoreException。

无法创建、捕获或抛出参数化类型的对象

泛型类不能直接或间接扩展Throwable类。例如，以下类将无法编译：

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

方法无法捕获类型参数的实例：

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

但是可以在throws子句中使用类型参数：

class Parser<T extends Exception> {
    public void parse(File file) throws T {     // OK
        // ...
    }
}

无法重载每个重载的形式参数类型擦除到相同原始类型的方法

类不能有两个重载方法，因为它们在类型擦除后具有相同的签名。

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

上述例子将生成编译时错误。