Java的類型擦除式泛型詳解
Java選擇的泛型類型叫做類型擦除式泛型。什么是類型擦除式泛型呢?就是Java語言中的泛型只存在于程序源碼之中,在編譯后的字節(jié)碼文件里,則全部泛型都會被替換為原來的原始類型(Raw Type),并且會在相應的地方插入強制轉型的代碼。
因此,對于運行期間的Java程序來說ArrayList< Integer>和ArrayList< String>其實是同一個類型。這也就是Java選擇的泛型類型叫做類型擦除式泛型的原因。
ArrayList<String> stringArrays =new ArrayList<>(); ArrayList<Integer> intArrays =new ArrayList<>(); System.out.println(stringArrays.getClass().getTypeName().equals(intArrays.getClass().getTypeName())); 很顯然 答案是 true,因為他們的類型都是java.util.ArrayList
一、類型擦除式泛型
Java為什么采用這種泛型呢?其實在于如果使用C#類型的泛型的話,會導致新的的Java版本無法去兼容原始的Java版本,也就會違背“二進制兼容性”原則。
所謂“二進制兼容性”,指的就是在升級java的版本時,不必重新修改原來的程序代碼,既可使得程序在現(xiàn)在以至于未來的版本中能夠正常運行。
也是因為“二進制兼容性”原則,Java在1.4.2之前的版本都沒有支持過泛型,如果需要在1.5之后的版本突然引入泛型,就需要考慮讓以前的程序在新版本的虛擬機中還能正常運行。
其實,Java的設計者也可以考慮學習C#一般,平行地增加一套泛型版本的新類型,以前的版本保持不變就行了。但是Java的設計人員并沒有這么做,而是選擇了把已有的不支持泛型的類型泛型化,不添加任何平行于已有類型的泛型版。
還是我們剛剛所講的例子,因為Java1.5之后把所有的類型泛型化,所以ArrayList< Integer>和ArrayList< String>全都被轉化為了ArrayList的子類。
將之前的代碼反序列化之后,我們能夠看出強制轉化的類型消失了,Java代碼變回了泛型出現(xiàn)之前的寫法。
public static void main(String[] var0) { ArrayList var1 = new ArrayList(); ArrayList var2 = new ArrayList(); }
當然,元素訪問時插入了從Object到String的時候,則會強制轉型代碼。
泛型擦除之后:
HashMap var1 = new HashMap(); var1.put("A", "A"); System.out.println((String)var1.get("A")); HashMap var2 = new HashMap(); var2.put(1, "A"); System.out.println((String)var2.get(1)); HashMap var3 = new HashMap(); var3.put("A", 1); System.out.println(var3.get("A"));
也是因為類型擦除的問題,我們存入List的不同類型的對象都可以自然的轉換成Object類型,但是取出的時候都需要強制轉換,所以會出現(xiàn)拆箱裝箱的消耗、以及可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型轉換的錯誤。因此,在使用集合的時候推薦使用ArrayList< String>這種已經轉換完畢的形式。
ArrayList var1 = new ArrayList(); var1.add("aaaa"); var1.add(100); var1.add('c'); var1.add(21.5F);
二、泛型可能出現(xiàn)的問題
1、類型轉換的問題
如果我們想實現(xiàn)一個方法,想要將不確定的List集合轉化為數(shù)組,那我們該怎么做?因為泛型的類型可擦除,我們無法直接從List中取得參數(shù)化類型T,所以只能從額外的參數(shù)中傳遞一個數(shù)組的泛型類型進去進行轉換。
//必須傳遞Class<T> otherType作為參數(shù)類型 public static <T> T[] convert(List<T> list ,Class<T> otherType){ T[] array = (T[]) Array.newInstance(otherType,list.size()); return array; } public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<String>(){{ add("A"); }}; String[] result =convert(list,String.class); }
當然,也可以通過反射手段來獲取泛型類型。
Class clazz = list.getClass(); //getSuperclass()獲得該類的父類 System.out.println(clazz.getSuperclass()); //class java.util.ArrayList //getGenericSuperclass()獲得帶有泛型的父類 //Type是 Java 編程語言中所有類型的公共高級接口。它們包括原始類型、參數(shù)化類型、數(shù)組類型、類型變量和基本類型。 Type type = clazz.getGenericSuperclass(); System.out.println(type); //java.util.ArrayList<java.lang.String> //ParameterizedType參數(shù)化類型,即泛型 ParameterizedType p = (ParameterizedType) type; //getActualTypeArguments獲取參數(shù)化類型的數(shù)組,泛型可能有多個 Class c = (Class) p.getActualTypeArguments()[0]; System.out.println(c); //class java.lang.String String[] convert = convert(list, c);
2、泛型與重載的矛盾
public static void method(List<String> list){ } public static void method(List<Integer> list){ } 便已無法通過: 'method(List<Integer>)' clashes with 'method(List<String>)'; both methods have same erasure
我們已知上面的代碼是無法通過編譯的,因為List中的參數(shù)被擦除了,變成了原始類型的List。
三、泛型的最佳實踐
經過之前的論述,大家已經知道了Java泛型的一些基礎知識,以及在使用泛型的時候可能出現(xiàn)的問題。如果在使用泛型的時候可以遵循一些基本的原則,就能避免一些常見的問題。
在代碼中避免泛型類和原始類型的混用。比如List< String>和List不應該共同使用。這樣會產生一些編譯器警告和潛在的運行時異常。當需要利用JDK 5之前開發(fā)的遺留代碼,而不得不這么做時,也盡可能的隔離相關的代碼。
- 在代碼中避免泛型類和原始類型的混用。比如List< String>和List不應該共同使用。這樣會產生一些編譯器警告和潛在的運行時異常。當需要利用JDK 5之前開發(fā)的遺留代碼,而不得不這么做時,也盡可能的隔離相關的代碼。
- 在使用帶通配符的泛型類的時候,盡可能的明確通配符所代表的一組類型的概念。
- 泛型類最好不要同數(shù)組一塊使用。你只能創(chuàng)建new List<?>[10]這樣的數(shù)組,無法創(chuàng)建new List[10]這樣的。這限制了數(shù)組的使用能力,而且會帶來很多費解的問題。因此,當需要類似數(shù)組的功能時候,使用集合類即可。
- 如果編譯器給出的警告信息,在其他地方很多時候可以忽略(可能是格式帶來的問題),但是在泛型代碼中還是盡量解決問題。
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