Java泛型類型擦除
1. 什么是類型擦除
Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一個(gè)新特性, 泛型提供了編譯時(shí)類型安全檢測機(jī)制，該機(jī)制允許程序員在編譯時(shí)檢測到非法的類型。泛型的本質(zhì)是參數(shù)化類型，也就是說所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù)。
Java的泛型是偽泛型，Java的泛型基本上都是在編譯器這個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)的，在生成的字節(jié)碼中是不包含泛型中的類型信息的，使用泛型的時(shí)候加上類型參數(shù)，在編譯器編譯的時(shí)候會(huì)去掉，這個(gè)過程稱為類型擦除。
如在代碼中定義List<Object>和List<String>等類型，在編譯后都會(huì)變成List，JVM看到的只是List，而由泛型附加的類型信息對JVM是看不到的。Java編譯器會(huì)在編譯時(shí)盡可能的發(fā)現(xiàn)可能出錯(cuò)的地方，但是仍然無法在運(yùn)行時(shí)刻出現(xiàn)的類型轉(zhuǎn)換異常的情況，類型擦除也是Java的泛型與C++模板機(jī)制實(shí)現(xiàn)方式之間的重要區(qū)別。
例1：
public static void main(String[] args) {
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("string");
List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
integerList.add(1);
System.out.println(stringList.getClass() == integerList.getClass());
}
輸出true
這里我們定義兩個(gè)ArrayList，類型分別是String和Integer，通過.getClass()獲取他們的類信息，結(jié)果是相等，說明類型被擦除了
例2
public static void main(String[] args) throws Exception{
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("string");
// stringList.add(1); //這里如果直接添加int類型的參數(shù)，會(huì)報(bào)錯(cuò)
stringList.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(stringList, 1);
System.out.println(stringList.toString());
}
輸出[string, 1]
這里我們定義了一個(gè)String類型的ArrayList，如果直接調(diào)用add()方法添加Integer類型的參數(shù)，會(huì)報(bào)錯(cuò)。我們使用反射調(diào)用方法add()，可以添加Integer類型的參數(shù)，說明String類型在編譯后被擦除了
2. 什么是原始類型
原始類型 就是擦除去了泛型信息，最后在字節(jié)碼中的類型變量的真正類型，無論何時(shí)定義一個(gè)泛型，相應(yīng)的原始類型都會(huì)被自動(dòng)提供，類型變量擦除，并使用其限定類型（無限定的變量用Object）替換。
class Pair<T> {
private T value;
public T getValue() {
return value;
}
public void setValue(T value) {
this.value = value;
}
}
Pair的原始類型為
class Pair {
private Object value;
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
}
在Pair<T>中，T是一個(gè)無限定的類型變量，所以用Object替換，其結(jié)果就是一個(gè)普通的類，如同泛型加入Java語言之前的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的樣子。在程序中可以包含不同類型的Pair，如Pair<String>或Pair<Integer>，但是擦除類型后他們的就成為原始的Pair類型了，原始類型都是Object。
如果類型變量有限定，那么原始類型就用第一個(gè)邊界的類型變量類替換。
如：
public class Pair<T extends Comparable> {}
那么原始類型就是Comparable
在調(diào)用泛型方法時(shí)，可以指定泛型，也可以不指定泛型。
在不指定泛型的情況下，泛型變量的類型為該方法中的幾種類型的同一父類的最小級，直到Object
在指定泛型的情況下，該方法的幾種類型必須是該泛型的實(shí)例的類型或者其子類
public static void main(String[] args) { ?
? ? ? ? /**不指定泛型的時(shí)候*/ ?
? ? ? ? int i = Test.add(1, 2); //這兩個(gè)參數(shù)都是Integer，所以T為Integer類型 ?
? ? ? ? Number f = Test.add(1, 1.2); //這兩個(gè)參數(shù)一個(gè)是Integer，一個(gè)是Float，所以取同一父類的最小級，為Number ?
? ? ? ? Object o = Test.add(1, "asd"); //這兩個(gè)參數(shù)一個(gè)是Integer，一個(gè)是Float，所以取同一父類的最小級，為Object ?
? ? ? ? /**指定泛型的時(shí)候*/ ?
? ? ? ? int a = Test.<Integer>add(1, 2); //指定了Integer，所以只能為Integer類型或者其子類 ?
? ? ? ? int b = Test.<Integer>add(1, 2.2); //編譯錯(cuò)誤，指定了Integer，不能為Float ?
? ? ? ? Number c = Test.<Number>add(1, 2.2); //指定為Number，所以可以為Integer和Float ?
? ? } ?
? ? //這是一個(gè)簡單的泛型方法 ?
? ? public static <T> T add(T x,T y){ ?
? ? ? ? return y; ?
? ? }3. 類型擦除帶來的問題和解決方法
3.1 和多態(tài)的沖突
有這樣一個(gè)泛型類
class Pair<T> {
? ? private T value;
? ? public T getValue() {
? ? ? ? return value;
? ? }
? ? public void setValue(T value) {
? ? ? ? this.value = value;
? ? }
}一個(gè)子類繼承它
class DateSon extends Pair<Date> {
@Override
public void setValue(Date value) {
super.setValue(value);
}
@Override
public Date getValue() {
return super.getValue();
}
}
在子類中，我們設(shè)定泛型類型為Date，那么父類的兩個(gè)方法參數(shù)類型都是Date
public Date getValue() {
? ?return value;
}
public void setValue(Date value) {
? ?this.value = value;
}我們從代碼編譯來看，@Override重寫父類方法，沒有任何問題。
但是，類型擦除后，父類的泛型類型都變?yōu)榱薕bject，編譯后為
class Pair { ?
? ? private Object value; ?
? ? public Object getValue() { ?
? ? ? ? return value; ?
? ? } ?
? ? public void setValue(Object ?value) { ?
? ? ? ? this.value = value; ?
? ? } ?
} ?子類的重寫方法
@Override
public void setValue(Date value) {
super.setValue(value);
}
@Override
public Date getValue() {
return super.getValue();
}
參數(shù)類型不一樣，參數(shù)名一樣… 根據(jù)Java語言特性，這應(yīng)該是重載，而不是重寫啊
寫一個(gè)方法測試一下
public static void main(String[] args) {
DateSon dateSon = new DateSon();
dateSon.setValue(new Date());
dateSon.setValue(new Object()); // 編譯報(bào)錯(cuò)
}
如果是重載，第一個(gè)和第二個(gè)setValue都應(yīng)該編譯通過，但是發(fā)現(xiàn)并沒有繼承父類setValue參數(shù)類型是Object的方法，所以說確實(shí)是重寫
我們本意是通過設(shè)置泛型類型為Date，實(shí)現(xiàn)重寫，但是這和泛型的類型擦除，顯然沖突了。
針對這種沖突，JVM采取了一種特殊的方法，橋方法
我們用javap -c className的方式反編譯下DateSon子類的字節(jié)碼，結(jié)果如下：
class com.java.generic.DateSon extends com.java.generic.Pair<java.util.Date> {
? com.java.generic.DateSon();
? ? Code:
? ? ? ?0: aload_0
? ? ? ?1: invokespecial #1 ? ? ? ? ? ? ? ? ?// Method com/java/generic/Pair."<init>":()V
? ? ? ?4: return
? public void setValue(java.util.Date);
? ? Code:
? ? ? ?0: aload_0
? ? ? ?1: aload_1
? ? ? ?2: invokespecial #2 ? ? ? ? ? ? ? ? ?// Method com/java/generic/Pair.setValue:(Ljava/lang/Object;)V
? ? ? ?5: return
? public java.util.Date getValue();
? ? Code:
? ? ? ?0: aload_0
? ? ? ?1: invokespecial #3 ? ? ? ? ? ? ? ? ?// Method com/java/generic/Pair.getValue:()Ljava/lang/Object;
? ? ? ?4: checkcast ? ? #4 ? ? ? ? ? ? ? ? ?// class java/util/Date
? ? ? ?7: areturn
? public void setValue(java.lang.Object);
? ? Code:
? ? ? ?0: aload_0
? ? ? ?1: aload_1
? ? ? ?2: checkcast ? ? #4 ? ? ? ? ? ? ? ? ?// class java/util/Date
? ? ? ?5: invokevirtual #5 ? ? ? ? ? ? ? ? ?// Method setValue:(Ljava/util/Date;)V
? ? ? ?8: return
? public java.lang.Object getValue();
? ? Code:
? ? ? ?0: aload_0
? ? ? ?1: invokevirtual #6 ? ? ? ? ? ? ? ? ?// Method getValue:()Ljava/util/Date;
? ? ? ?4: areturn
}最后的兩個(gè)方法，就是編譯器自己生成的橋方法。可以看到橋方法的參數(shù)類型都是Object，也就是說，子類中真正覆蓋父類兩個(gè)方法的就是這兩個(gè)我們看不到的橋方法。而打在我們自己定義的setvalue和getValue方法上面的@Oveerride只不過是假象。而橋方法的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，就只是去調(diào)用我們自己重寫的那兩個(gè)方法。
所以，虛擬機(jī)巧妙的使用了橋方法，來解決了類型擦除和多態(tài)的沖突。
3.2 不能使用instanceof
List<String> stringList = new ArrayList<>(); System.out.println(stringList instanceof ArrayList<String>);
類型擦除后String類型不存在了，所以不能使用instanceof判斷
3.3 在靜態(tài)類和靜態(tài)方法中的問題
public class Test2<T> {
public static T one; //編譯錯(cuò)誤
public static T show(T one){ //編譯錯(cuò)誤
return null;
}
}
因?yàn)榉盒皖愔械姆盒蛥?shù)的實(shí)例化是在定義對象的時(shí)候指定的，而靜態(tài)變量和靜態(tài)方法不需要使用對象來調(diào)用。對象都沒有創(chuàng)建，如何確定這個(gè)泛型參數(shù)是何種類型，所以當(dāng)然是錯(cuò)誤的。
但是注意：
public class Test2<T> { ? ?
? ? public static <T> T show(T one){ //這是正確的 ? ?
? ? ? ? return null; ? ?
? ? } ? ?
}因?yàn)檫@是一個(gè)泛型方法，在泛型方法中使用的T是自己在方法中定義的T，而不是泛型類中的T
到此這篇關(guān)于Java泛型類型擦除的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java泛型擦除內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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