輕鬆掌握 Java 泛型（一）：從向下轉型困境到泛型類型的曙光

J2SE 1.5（代號 Tiger，預計 2003 年底發布）將帶來 Java 程式設計迄今最大進展，最顯著變化是泛型類型（JSR-14 原型編譯器已免費提供下載）。本系列首篇介紹泛型類型何物、為何需要、Tiger 為支援它們做了哪些調整。

向下轉型：錯誤溫床

Java 最易引發錯誤因素之一是不斷向下轉型。每次轉型皆為潛在 ClassCastException，應盡量避免，但在 Java 中常無法避免，即使設計優良。主因：專用方式使用類別，限制方法回傳參數可能的運行時型別，但型別系統無法表達此限制。

例：Hashtable 的 put/get 簽名僅接受/回傳 Object。即使明知只放 String，取出時仍須強制轉型：

Hashtable h = new Hashtable();
h.put(new Integer(0), "value");
String s = (String)h.get(new Integer(0)); // 必須轉型

轉型不僅使代碼冗長，更降低靜態型別檢查價值（每個轉型皆為忽略檢查的偽指令）。如何擴展型別系統避免繞過它？

泛型類型：解決之道

泛型類型可視為型別「函數」，透過型別變量參數化，依上下文實例化。定義 Hashtable<Key, Value>，參數可像普通型別用於類別主體：

class Hashtable<Key, Value> {
  Value put(Key k, Value v) { ... }
  Value get(Key k) { ... }
}

實例化時傳遞具體型別：Hashtable<Integer, String> h = new Hashtable<Integer, String>(); 取值無需轉型：String s = h.get(new Integer(0)); Tiger 提供所有集合類泛型版本，與舊代碼無縫協作（下期詳述）。

基本型別限制

型別變量必須用引用型別實例化，基本型別無效。無法建立 int → String 映射，須手動裝箱 Integer。期待自動裝箱/拆箱（類似 C#）納入未來版本。

受限泛型

有時需限制型別參數範圍。例：ScrollPane<MyPane extends Pane> 確保 MyPane 為 Pane 子類。優勢：

1. 增加靜態檢查，保證實例化符合界限。
2. 可放心調用界限中定義的方法（預設界限 Object 僅能調用 Object 方法）。

多態方法

方法層面參數化同樣有用。多態方法以型別參數前綴宣告：

class Utilities {
  <T extends Object> public static List<T> make(T first) {
    return new List<T>(first);
  }
}

Tiger 採用型別推斷，自動從參數推導型別引數：Utilities.make(new Integer(0)) 推斷為 List<Integer>，大幅簡化調用。

結語

泛型類型大幅增強靜態型別系統威力，學習簡單但有陷阱。後續文章將深入探討 Tiger 泛型具體表現、陷阱規避，及期盼納入 Java 平台的擴展工具。