【Java】泛型擦除详解

目录

泛型语法

类型擦除

通过反射添加泛型类型外的其它类型

泛型擦除后替换的类型

泛型方法

自动类型转换

instanceof关键字对比泛型类型

泛型类型的引用传递问题

泛型在类中静态变量和静态方法的问题

Java无法创建具体泛型类型的数组

类型擦除与多态的冲突后jvm的解决方法


前言:

泛型:JDK1.5版本后出现的新特性,是一个类型安全机制

好处:

1.将运行时出现的ClassCastException转移到了编译时期,让运行时问题减少。更安全。

2.避免强转。

3.构建更加灵活的代码。

是什么问题引入泛型:一个类型有很多子类,一个子类向上转型是安全的,当父类向下转型时因为不确定子类类型,而有可能导致向下转型成错误的类型后 抛出运行时ClassCastException。

泛型语法

  • 以 <> 尖括号形式出现
  • 除了基本类型,支持的类型只能是引用类型,如支持:Integer、String、Long、自定义类型等......
  • 可嵌套形式 <Instance<Integer>>
  • 多个类型以 , 英文逗号分开,<A, B, C>
  • 泛型变量<T>,这个T是从现没有的类型定义的,T名称可以自定义
  • 通配符 ? ,<?>,同样可以接收任何引用类型
  • 类型上限限定<T[?] extends Object[T]>,表示接收Object类型和所有子类类型
  • 类型下限限定<? super Object[T]>,表示类型只能接受Number和它的父类类型
  • 能使用逻辑运算符【&】,且此运算符只能指定接口,<T extends Object & Comparable<? super T>>

总结可接收类型

泛型变量<X>:可接收X类型,以及X的子类类型。

通配符<?>:接收任何类型。

类型上限<T[?] extends Object[T]>:接收Object类型,以及Object的子类类型。

类型下限<? super Object[T]>:接收Object和它的父类类型。

类型擦除

Java泛型是伪泛型。在生成的 Java 字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数,会被编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。

通过反射添加泛型类型外的其它类型

public static void main(String[] args) throws Exception {

        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        list.add(1);  //这样调用 add 方法只能存储整形,因为泛型类型的实例为 Integer

        list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");

        for (Object obj : list) {
            System.out.println(obj);
        }
}

输出

1
abc

证明了java的泛型在运行期间是不存在,在编译期间会被删除

泛型擦除后替换的类型

原始类型:就是擦除去了泛型信息,最后在字节码中的类型变量的真正类型,无论何时定义一个泛型,相应的原始类型都会被自动提供,类型变量擦除,并使用其限定类型(无限定的变量用Object)替换。

未擦除泛型

class MyClass<T> {
    private T value;
    public T getValue() {
        return value;
    }
    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }
}

擦除并替换类型

class MyClass {
    private Object value;
    public Object getValue() {
        return value;
    }
    public void setValue(Object value) {
        this.value = value;
    }
}

因为MyClass<T>是一个无限定类型,所以用原始类型替换,原始类型都是Object

在反射添加其它类型的例子中List<Integer>,原始类型编程Object,所以可以通过反射添加其它类型

限定类型替换:如果是以下限定方式,则使用Number类型替换。要区分 原始类型Obj 和 泛型变量<X> 的类型。

MyClass<T extends Number>

泛型方法

在调用泛型方法时,可以指定泛型,也可以不指定泛型。

  • 在不指定泛型的情况下,泛型变量的类型为该方法中的几种类型的同一父类的最小级,直到Object
  • 在指定泛型的情况下,该方法的几种类型必须是该泛型的实例的类型或者其子类类型
public class Test {  
    public static void main(String[] args) {  

        /**不指定泛型的时候*/  
        int i = Test.add(1, 2); //这两个参数都是Integer,所以T为Integer类型  
        Number f = Test.add(1, 1.2f); //这两个参数一个是Integer,以风格是Float,所以取同一父类的最小级,为Number  
        Object o = Test.add(1, "asd"); //这两个参数一个是Integer,以风格是Float,所以取同一父类的最小级,为Object  

        /**指定泛型的时候*/  
        int a = Test.<Integer>add(1, 2); //指定了Integer,所以只能为Integer类型或者其子类  
        int b = Test.<Integer>add(1, 2.2f); //编译错误,指定了Integer,不能为Float  
        Number c = Test.<Number>add(1, 2.2f); //指定为Number,所以可以为Integer和Float  
    }  

    //这是一个简单的泛型方法  
    public static <T> T add(T x,T y){  
        return y;  
    }  
}

自动类型转换

因为类型擦除的问题,所以所有的泛型类型变量最后都会被替换为原始类型。这样就引起了一个问题,既然都被替换为原始类型,那么为什么我们在获取的时候,不需要进行强制类型转换呢?

JDK7中ArrayList中的get()方法源码

@SuppressWarnings("unchecked") @Override public E get(int index) {
        if (index >= size) {
            throwIndexOutOfBoundsException(index, size);
        }
        return (E) array[index];
}

看以看到,在return之前,会根据泛型变量进行强转。

instanceof关键字对比泛型类型

List<Integer> l = new ArrayList<Integer>();
System.out.println(l instanceof List); //true
System.out.println(l instanceof List<?>); //true

System.out.println(l instanceof List<Object>); //编译错误
System.out.println(l instanceof List<Long>); //编译错误

泛型是编译时就擦除的,所以上面的代码会替换成

System.out.println(l instanceof List); //true

所以使用instanceof关键字时,对比的类型加上泛型类型是多余的

泛型类型的引用传递问题

ArrayList<String> list1 = new ArrayList<Object>(); //编译错误
ArrayList<Object> list2 = new ArrayList<String>(); //编译错误

ArrayList<String> list3 = list2; //编译错误
ArrayList<Object> list4 = list1; //编译错误

泛型在类中静态变量和静态方法的问题

泛型类中的静态变量,不可以使用类的泛型变量。静态方法,不可以使用类的泛型变量作为返回参数或传递参数

public class Test<T> {
    public static T one;   //编译错误
    public static T get(T t){ //编译错误
        return one;
    }
}

泛型静态方法的传递参数或返回参数可以使用方法的泛型变量

public class Test<T> {
    public static <T> T get(T t){
        return t;
    }
}

因为泛型类中的泛型参数的实例化是在定义对象的时候指定的,而静态变量和静态方法不需要使用对象来调用。对象都没有创建,如何确定这个泛型参数是何种类型,所以当然是错误的。

Java无法创建具体泛型类型的数组

List<Integer>[] l1 = new ArrayList<Integer>[];
List<Boolean> l2 = new ArrayList<Boolean>[];

可以使用无限定通配符创建

List<?>[] l = new ArrayList<?>[10];
l[0] = new ArrayList<String>();
List<?> v = l[0];

类型擦除与多态的冲突后jvm的解决方法

参考:https://blog.csdn.net/LonelyRoamer/article/details/7868820

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