Почему не работает полиморфизм с дженериками?

«Дженерики» инвариантны.

Приведем пример:

List<Integer> ints = Arrays.asList(1,2,3);
List<Number> nums = ints; // compile-time error. Проблема обнаружилась на этапе компиляции
nums.set(2, 3.14);
assert ints.toString().equals("[1, 2, 3.14]");

Если взять список целых чисел, то он не будет являться ни подтипом типа Number, ни каким-либо другим подтипом. Он является только подтипом самого себя.

То есть List <Integer> — это List<Integer> и ничего больше.

Компилятор позаботится о том, чтобы переменная ints, объявленная как список объектов класса Integer, содержала только объекты класса Integer и ничего кроме них. На этапе компиляции производится проверка, и у нас в рантайме уже ничего не упадет.

Казалось бы, удобно было бы использовать подход приведенный выше, но дженерики сделаны так, чтобы, если код компилируется, то в рантайме — не должно быть исключительных ситуаций.

Компилятор не даст нам даже сделать такое:

List<Number> numbers = new ArrayList<Integer>();

Рассмотрим абстрактный код (как пример):

List<Integer> integers = new ArrayList<Integer>();
List list = integers;
List<Number> numbers = integers; // error
numbers.add(4.5d);
Integer i = numbers.get(0); // error
Integer i = numbers.get(0); // ClassCastException

Ошибка выводится сразу в двух строках.

В первом:

java: incompatible types: java.util.List cannot be converted to java.util.List

Что в принципе и ожидалось, но даже если бы это сработало, то информация о типе в листе numbers стерлась бы (стирание типов). Следовательно, мы бы не смогли взять из этой коллекции Integer, а вместо этого получили бы ClassCastException.

ArrayList<T> implements List<T>, т.е. чтобы работал полиморфизм, нужно, чтобы тип и в ArrayList и в List был один и тот же. Для таких случаев есть generic wildcards.

List<? extends Comparable<BigDecimal>> l = new ArrayList<BigDecimal>();