Все об обобщенном программировании

В Java нельзя явно создать массив параметризированных коллекций

При попытке создать массив параметризованных коллекций

import java.util.*; public class GenericArrayExample { public static void main(String args[]) { Vector<Integer> vectorList[] = new Vector<Integer>[10]; } }

компилятор выдаст две ошибки. 

GenericArrayExample.java:6: arrays of generic types are not allowed Vector<Integer> vectorList[] = new Vector<Integer>[10]; ^ GenericArrayExample.java:6: arrays of generic types are not allowed Vector<Integer> vectorList[] = new Vector<Integer>[10]; ^ 2 errors

В Java можно создавать не только обобщенные классы, но также и методы

В дополнение к обобщенному механизму для классов, джава позволяет параметризировать методы. В таком методе, угловые скобки ставятся после всех модификаторов метода, но перед возвращаемым типом:

static <Elem> void swap(Elem[] a, int i, int j) { Elem temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; }

Синтаксис для методов аналогичен синтаксису для обобщенных классов.

Типизированные переменные не разрешены в catch-блоке, зато их можно использовать в throws

Интерфейс Executor спроектирован для выполнения секции кода и может бросать исключения, указанные в виде параметра. В примере показан код, который выполняет метод, что может бросить IOException. Конкретный тип исключения, IOException, указывается как параметр при создании реализации интерфейса Executor:

import java.io.*; interface Executor<E extends Exception> { void execute() throws E; } public class GenericExceptionTest { public static void main(String args[]) { try { Executor<IOException> e = new Executor<IOException>() { public void execute() throws IOException { // Код, выполняемый здесь, может бросить // IOException или его подтип } }; e.execute(); } catch(IOException ioe) { System.out.println(“IOException: “ + ioe); ioe.printStackTrace(); } } }

Цикл for-loop может итерировать объекты, которые являются массивом или унаследованы от интерфейса java.lang.Iterable

Есть ли типы данных, которые не могут быть параметризированы?

Все типы, кроме перечислений (enums), анонимных вложенных классов и и классов исключений (exceptions) могут быть обобщенными. 

Анонимные вложенные классы. 

Они могут реализовать параметризованный интерфейс или унаследоваться от параметризованного класса, но они не могут сами быть обобщенными. Обобщенный анонимный класс - понятие бессмысленное. Анонимные классы не имеют имен, поэтому их объекты не могут быть созданы с передачей параметризированных аргументов. 

 Исключения (exceptions). Обобщенный класс не должен быть унаследован от класса Throwable ни напрямую, ни косвенно. Обобщенные исключения не поддерживаются по той простой причине, что механизм управления исключениями - это механизм времени выполнения, а виртуальная машина ничего не знает об обобщенных типах. 

Перечисления (Enums). Перечисления не могут иметь типизированных параметров. Концептуально, перечисление и его значения - статические. Поскольку типизированные параметры не могут быть использованы в статическом контексте, параметризация перечисления бессмыслена. 

Почему объекты обобщенных типов имеют один и тот же тип в рантайме?

Все из-за стирания типов. 

Компилятор транслирует обобщенные и параметризированные типы с использованием техники type erasure. Изначально, он собирает всю информацию о типах параметров и аргументов. Затем, например, List<String> транслируется в List, также именуемый raw type. То же самое происходит и с List<Long> и т.д. После трансляции, вся информация о типах параметров исчезает. В результате, все обобщенные объекты используют, на самом деле, один и тот же тип времени выполнения - List, который и записывается в байткод программы. 

Пример:

System.out.println("runtime type of ArrayList<String>: " + new ArrayList<String>().getClass()); System.out.println("runtime type of ArrayList<Long> : " + new ArrayList<Long>().getClass());

Результат:

runtime type of ArrayList<String>: class java.util.ArrayList runtime type of ArrayList<Long> : class java.util.ArrayList

Можно ли создать массив объектов параметризированного типа?

Нет, поскольку это небезопасно. 

Массивы ковариантны. Это значит, что массив ссылок супертипа является супертипом массива ссылок подтипа. Object[] - супертип String[], поэтому можно получить доступ к массиву строк через ссылочную переменную типа Object[]. 

Пример ковариантных массивов:

Object[] objArr = new String[10]; objArr[0] = new String();

В дополнение ко всему, массивы несут за собой информацию времени выполнения о типах их компонентов. Такая информация используется во время выполнения в те моменты, когда необходимо удостовериться, что в массив не попали "битые" элементы другого типа. 

Object[] objArr = new String[10]; objArr[0] = new Long(0L); // такой код успешно компилируется, но падает в рантайме с ArrayStoreException.

Проблема с созданием параметризированных массивов возникла потому, что стирается информация и типах данных и во время выполнения виртуальная машина ничего не знает о параметризированном типе.