第26条：优先考虑泛型

一般来说，将集合声明参数化，以及使用 JDK 所提供的泛型和泛型方法，这些都不太困难。编写自己的泛型会比较困难一些，但是值得花些时间学习如何编写。

考虑第 6 条中这个简单的堆栈实现：

// Object-based collection - a prime candidate for generics
public class Stack {
    private Object[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack() {
        elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public Object pop() {
        if (size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        Object result = elements[--size];
        elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
        return result;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    private void ensureCapacity() {
        if (elements.length == size)
            elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
    }
}

这个类是泛型化（generification）的主要备选对象，换句话说，可以适当地强化这个类类利用泛型。根据实际情况来看，必须转换从堆栈里弹出的对象，以及可能在运行时失败的那些转换。将类泛型化的第一个步骤是给它的声明添加一个或者多个类型参数。在这个例子中有一个类型参数，它表示堆栈的元素类型，这个参数的名称通常为E（见第 44 条）。

下一步是用相应的类型参数替换所有的Object类型，然后试着编译最终的程序：

// Initial attempt to generify Stack = won't compile
public class Stack<E> {
    private E[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack() {
        elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(E e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public E pop() {
        if (size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        E result = elements[--size];
        elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
        return result;
    }

    ... // no changes in isEmpty or ensureCapacity
}

通常，你将至少得到一个错误或警告，这个类也不例外。幸运的是，这个类只产生一个错误，如下：

Stack.java:8: generic array creation
        elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
                  ^

如第 25 条中所述，你不能创建不可具体化的（non-reifiable）类型的数组，如E。每当编写用数组支持的泛型时，都会出现这个问题。解决这个问题有两种方法。第一种，直接绕过创建泛型数组的禁令：创建一个Object的数组，并将它转换为泛型数组类型。现在错误是消除了，但是编译器会产生一条警告。这种用法是合法的，但（整体上而言）不是类型安全的：

Stack.java:8: [unchecked] unchecked cast
found   : Object[], required: E[]
       elements = (E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
                      ^

编译器不可能证明你的程序是类型安全的，但是你可以证明。你自己必须确保未受检的转换不会危及到程序的类型安全性。相关的数组（即elements变量）保存在一个私有的域中，永远不会被返回到客户端，或者传递给任何其他方法。这个数组中保存的唯一元素，是传给push方法的那些元素，它们的类型为E，因此未受检的转换不会有任何危害。

一旦你证明了未受检的转换是安全的，就要在尽可能小的范围中禁止警告（见第 24 条）。在这种情况下，构造器只包含未受检的数组创建，因此可以在整个构造器中禁止这条警告。通过增加一条注解来完成禁止，Stack能够正确无误地进行编译，你就可以使用它了，无需显式的转化，也无需担心会出现ClassCastException异常：

// The elements array will contain only E instances from push(E).
// This is sufficient to ensure type safety, but the runtime
// type of the array won't be E[]; it will always be Object[]!
@SuppressWarnings("unchecked")
public Stack() {
    elements = (E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
}

消除Stack中泛型数组创建错误的第二种方法是，将elements域的类型从E[]改为Object[]。这么做会得到一条不同的错误：

Stack.java:19: incompatible types
found   : Object, required: E
        E result = elements[--size];
                           ^

通过把从数组中获取到的元素有Object转换成E，可以将这条错误变成一条警告：

Stack.java:19: warning: [unchecked] unchecked cast
found   : Object, required: E
        E result = elements[--size];
                           ^

由于E是一个不可具体化的（non-reifiable）类型，编译器无法在运行时检验转换。你还是可以自己证实未受检的转换是安全的，因此可以禁止该警告。根据第 24 条的建议，我们只要在包含未受检转换的任务上禁止警告，而不是在整个pop方法上就可以了，如下：

// Appropriate suppression of unchecked warning
public E pop() {
    if (size == 0)
        throw new EmptyStackException();

    // push requires elements to be of type E, so cast is correct
    @SuppressWarnings("unchecked") E result = 
        (E) elements[--size];

    elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
    return result;
}

具体选择这两种方法中的哪一种来处理泛型数组创建错误，这要看个人的偏好了。所有其他的东西都一样，但是禁止数组类型的未受检转换比禁止标量类型（scalar type）的更加危险，所以建议采用第二种方案。但是在比Stack更实际的泛型类中，或许多代码会有多个地方需要从数组中读取元素，因此选择第二种方案需要多次转换成E，而不是只转换成E[]，这也是第一种方案之所以更常用的原因[Naftalin07，6.7]。

下面的程序示范了泛型Stack类的使用。程序以相反的顺序打印出它的命令行参数，并转换成大写字母。如果要从堆栈中弹出的元素上调用String的toUpperCase方法，并不需要显式的转换，并且会确保自动生成的转换会成功：

// Little program to exercise our generic Stack
public static void mai(String[] args) {
    Stack<String> stack = new Stack<String>();
    for (String arg : args)
        stack.push(args);
    while (!stack.isEmpty())
        System.out.println(stack.pop.toUpperCase());
}

看来上述的示例与第 25 条相矛盾了，第 25 条鼓励优先使用列表而非数组。实际上并不可能总是或者总想在泛型中使用列表。Java 并不是生来就支持列表，因此有些泛型如ArrayList则必须在数组上实现。为了提升性能，其他泛型如HashMap也在数组上实现。

绝大多数泛型就像我们的Stack示例一样，因为它们的类型参数没有限制：你可以创建Stack<Object>、Stack<int[]>、Stack<List<String>>，或者任何其他对象引用类型的Stack。注意不能创建基本类型的Stack：企图创建Stack<int>或者Stack<double>会产生一个编译时错误。这是 Java 泛型系统根本的局限性。你可以通过使用包装类型（boxed primitive type）来避开这条限制（见第 49 条）。

有一些泛型限制了可允许的类型参数值。例如，考虑java.util.concurrent.DelayQueue，其声明如下：

class DelayQueue<E extends Delayed> implements BlockingQueue<E>;

类型参数列表（<E extends Delayed>）要求实际的类型参数E必须是java.util.concurrent.Delayed的一个子类型。它允许DelayedQueue实现及其客户端在DelayedQueue元素上利用Delayed方法，无需显式的转换，也没有出现ClassCastException的风险。类型参数E被称作有限制的类型参数（bounded type parameter）。注意，子类型关系确定了，每个类型都是它自身的子类型[JLS，4.10]，因此创建DelayedQueue<Delayed>是合法的。

总而言之，使用泛型比使用需要在客户端代码中进行转换的类型来得更加安全，也更加容易。在设计新类型的时候，要确保它们不需要这种转换就可以使用。这通常意味着要把类做成是泛型的。只要时间允许，就把现有的类型都泛型化。这对于这些类型的新用户来说会变得更加qingso9ng，又不会破坏现有的客户端（见第 23 条）。