Java泛型與型別擦除

ImportNew - 伍翀發表於2014-11-28

“編譯器會進行泛型擦除”是一個常識了(好吧,實際擦除的是引數和自變數的型別)。這個過程由“型別擦除”實現。但是並非像許多開發者認為的那樣,在 <..> 符號內的東西都被擦除了。看下面這段程式碼:

public class ClassTest {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    ParameterizedType type = (ParameterizedType) 
       Bar.class.getGenericSuperclass();
    System.out.println(type.getActualTypeArguments()[0]);

    ParameterizedType fieldType = (ParameterizedType) 
        Foo.class.getField("children").getGenericType();
    System.out.println(fieldType.getActualTypeArguments()[0]);

    ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) 
        Foo.class.getMethod("foo", List.class)
        .getGenericParameterTypes()[0];
    System.out.println(paramType.getActualTypeArguments()[0]);

    System.out.println(Foo.class.getTypeParameters()[0]
        .getBounds()[0]);
  }

  class Foo<E extends CharSequence> {
    public List<Bar> children = new ArrayList<Bar>();
    public List<StringBuilder> foo(List<String> foo) {return null; }
    public void bar(List<? extends String> param) {}
  }

  class Bar extends Foo<String> {}
}

你知道輸出了什麼嗎?

class java.lang.String
class ClassTest$Bar
class java.lang.String
class java.lang.StringBuilder
interface java.lang.CharSequence

你會發現每一個型別引數都被保留了,而且在執行期可以通過反射機制獲取到。那麼到底什麼是“型別擦除”?至少某些東西被擦除了吧?是的。事實上,除了結構化資訊外的所有東西都被擦除了 —— 這裡結構化資訊是指與類結構相關的資訊,而不是與程式執行流程有關的。換言之,與類及其欄位和方法的型別引數相關的後設資料都會被保留下來,可以通過反射獲取到。

而其他的資訊都被擦除掉了。例如下面這段程式碼:

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
   String s = it.next();
}

實際上會被轉換成這個(這兩段程式碼的位元組碼是一致的)

List list = new ArrayList();
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
   String s = (String) it.next();
}

因此,定義在方法體內的型別引數會被擦除,在必要的時候會有型別轉換。另外,如果一個方法被定義為接受 List 引數,這個 T 會被轉換成 Object (如果定義了型別的上界的話就轉換成對應的型別。這也是你不能 new T() 的原因)。(順便這裡有個關於型別擦除的問題

目前為止型別擦除定義中的前兩點我們都講完了。第三點是關於bridge方法,我已經在 stackoverflow 上的這個問題(和回答)中已經說明了。

兩個結論。第一,java 泛型是非常複雜的。但是不用完全理解這些細節也可以使用它們。

第二,不要假設所有的型別資訊都被擦除了 —— 結構化的型別引數還存在,需要的話還是可以用下的(不過不要過分依賴反射機制)。

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