一、Java泛型实现原理:类型擦出
Java的泛型是伪泛型。在编译期间,所有的泛型信息都会被擦除掉。正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦出(type erasure)。
Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节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,会在编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。
如在代码中定义的List<object>和List<String>等类型,在编译后都会编程List。JVM看到的只是List,而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的。Java编译器会在编译时尽可能的发现可能出错的地方,但是仍然无法避免在运行时刻出现类型转换异常的情况。类型擦除也是Java的泛型实现方法与C++模版机制实现方式(后面介绍)之间的重要区别。
二、类型擦除后保留的原始类型
原始类型(raw type)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类型,相应的原始类型都会被自动地提供。类型变量被擦除(crased),并使用其限定类型(无限定的变量用Object)替换。
1. class
2. private
3. public
4. return
5. }
6. public void
7. this.value = value;
8. }
9. }
Pair<T>的原始类型为:
1. class
2. private
3. public
4. return
5. }
6. public void
7. this.value = value;
8. }
9. }
因为在Pair<T>中,T是一个无限定的类型变量,所以用Object替换。其结果就是一个普通的类,如同泛型加入java变成语言之前已经实现的那样。在程序中可以包含不同类型的Pair,如Pair<String>或Pair<Integer>,但是,擦除类型后它们就成为原始的Pair类型了,原始类型都是Object。
如果类型变量有限定,那么原始类型就用第一个边界的类型变量来替换。
比如Pair这样声明:
1. public class Pair<T extends
那么原始类型就是Comparable
注意:
如果Pair这样声明public class Pair<T extends Serializable&Comparable> ,那么原始类型就用Serializable替换,而编译器在必要的时要向Comparable插入强制类型转换。为了提高效率,应该将标签(tagging)接口(即没有方法的接口)放在边界限定列表的末尾。
要区分原始类型和泛型变量的类型
在调用泛型方法的时候,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个父类的最小级,直到Object。
在指定泛型的时候,该方法中的几种类型必须是该泛型实例类型或者其子类。
1. public class
2. public static void
3. /**不指定泛型的时候*/
4. int i=Test.add(1, 2); //这两个参数都是Integer,所以T为Integer类型
5. 1, 1.2);//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
6. 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
7.
8. /**指定泛型的时候*/
9. int a=Test.<Integer>add(1, 2);//指定了Integer,所以只能为Integer类型或者其子类
10. int b=Test.<Integer>add(1, 2.2);//编译错误,指定了Integer,不能为Float
11. 1, 2.2); //指定为Number,所以可以为Integer和Float
12. }
13.
14. //这是一个简单的泛型方法
15. public static
16. return
17. }
18. }
其实在泛型类中,不指定泛型的时候,也差不多,只不过这个时候的泛型类型为Object,就比如ArrayList中,如果不指定泛型,那么这个ArrayList中可以放任意类型的对象。
(三)数组与泛型
当实现一个泛型类时,您可能想要构造一个数组T[]。因为泛型是通过擦除(erasure)实现的,所以这是不允许的。
您可以尝试把Object[]强制转换为T[]。但这是不安全的。
具体化解决方案
按照泛型教程的惯例,解决方案使用的是“类型令牌”,通过向构造函数添加一个Class<T>参数,可以强制客户端为类的类型参数提供正确的类对象:
public class ArrayExample<T> {
private Class<T> clazz; public ArrayExample(Class<T> clazz) {
this.clazz = clazz;
} public T[] getArray(int size) {
return (T[])Array.newInstance(clazz, size);
}
}
为了构造ArrayExample<String>,客户端必须把String.class传递给构造函数,因为String.class的类型是Class<String>。
拥有类对象使构造一个具有正确元素类型的数组成为可能。