Java的泛型和Phantom type

上星期去百田面试，被问到关于Java泛型的理解，那时候我的回答就是“参数化类型”¹，准确的讲来说还是bounded的…下面的泛型都指Java的泛型。

我见过最有趣的泛型的用法就是实现Phantom type。

interface IsSafe {}
interface Safe extends IsSafe {}
interface UnSafe extends IsSafe {}

public class Input<T extends IsSafe> {
	String str;
	Input(String str) {
		this.str = str;
	}

	static Input<Safe> escape(Input<UnSafe> unsafe) {
		return new Input<Safe>(unsafe.str);
	}
}

IsSafe、Safe、UnSafe这3个接口只作为类型信息，用来标记一个Input是否安全，escape()的作用就是把一个不安全的Input转成安全的。这样就可以做到在编译期保证需要Input<Safe>的方法不会得到Input<UnSafe>或者其他东西²，除非你强转了。

使用Phantom type也要考虑一些问题：

1. 转换时要新建对象
2. 类型信息必须不能和对象可变的状态关联
3. Java泛型的各种不足(共享静态变量、没有泛型异常…)

这还让我想起了很久前想过的一个问题：区分子类的是什么？这个问题是我在看《重构与模式》时想到的，在Creation method那节，作者解释为什么在示例中几个类为什么不继承自一个抽象超类，因为在那个例子里：

1. 区分类型的不是字段，而是计算数据的方式不同
2. 不同类型之间转换比较方便

“计算数据的方式不同”在那里是用策略模式实现的，我想过把策略模式的实现改变一下，本来要为每一个策略建一个子类，现在直接在一个策略类里那里重载，由编译器根据Phantom type来选择策略。不过因为Java泛型是Type erasure实现的，运行时已经没了Phantom type的信息，重载不了。

更多Phantom type在Java和C#里的用法：1, 2, 3。