擦除的现象
当开始深入研究泛型的时,会发现其实有些东西是没有意义的。例如,我们可以声明ArrayList.class
,但是却无法声明ArrayList<Integer>.class
。
这是因为泛型的擦除机制造成的,考虑以下的情况。
public class ErasedTypeEquivalence {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = new ArrayList<String>().getClass();
Class c2 = new ArrayList<Integer>().getClass();
System.out.println("(c1 == c2) = " + (c1 == c2));
}
}
以上代码中,表明ArrayList<String>
和ArrayList<Integer>
是同一类型。不同的类型在行为方面肯定不同。例如,如果试着将一个Integer
类型放入ArrayList<String>
,所得的行为和Integer
类型放入ArrayList<Integer>
完全不同,但是它们仍然是同一类型。
以下的代码是对这个问题的一个补充。
class Frob {
}
class Fnorkle {
}
class Quark<Q> {
}
class Particle<POSITION, MOMENTUM> {
}
public class LostInfomation {
public static void main(String[] args) {
List<Frob> list = new ArrayList<>();
Map<Frob,Fnorkle> map = new HashMap<>();
Quark<Fnorkle> quark = new Quark<>();
Particle<Long,Double> p = new Particle<>();
System.out.println(Arrays.toString(
list.getClass().getTypeParameters()
));
System.out.println(Arrays.toString(
map.getClass().getTypeParameters()
));
System.out.println(Arrays.toString(
quark.getClass().getTypeParameters()
));
System.out.println(Arrays.toString(
p.getClass().getTypeParameters()
));
}
}
// Outputs
[E]
[K, V]
[Q]
[POSITION, MOMENTUM]
Class.getTypeParameters
是返回一个TypeVariable
对象数组,表示泛型声明所声明的类型参数。但是上例的输出也表明了,这个方法获得的只是做参数占位符的标识符。
擦除的概念
在泛型代码内部,无法获得任何有关泛型参数类型的信息。
Java的泛型是使用擦除来实现的,这就意味着在使用泛型的时候,任何具体的类型信息都会被擦除。写代码时唯一知道就是在使用一个对象。因此,List<String>
和List<Integer>
在运行时事实上是相同的类型。这两种形式都会被擦除成它们的"原生"类型,即List
。理解擦除以及应该如何处理它,是在学习Java泛型时候的最大阻碍。
因此,可以获得类型参数标识符和泛型类型边界这样的信息,但是却无法知道用来创建某个特定实例的实际的类型参数。
擦除的边界
class HasF{
public void f(){
System.out.println("HasF.f()");
}
}
class Manipulator<T> {
private T obj;
public Manipulator(T obj) {
this.obj = obj;
}
public void manipulate(){
//obj.f() compile error
}
}
public class Manipulation {
public static void main(String[] args) {
HasF hf = new HasF();
Manipulator<HasF> manipulator = new Manipulator<>(hf);
manipulator.manipulate();
}
}
由于有了擦除机制,Java编译器无法将manipulate()
必须能够在obj
上调用f()
这一需求映射到HasF
拥有f()
这一事实上,为了调用f()
,我们必须协助泛型类,给定泛型类的边界,以便告知编译器只能遵循这个边界的类型。这里重用了extends
关键字。并由于有了边界,下面的代码可以编译了。
class Manipulator2<T extends HasF> {
private T obj;
public Manipulator2(T obj) {
this.obj = obj;
}
public void manipulate(){
obj.f();
}
}
上面的代码中,边界<T extentds HasF>
声明T
必须具有类型HasF
或者从HasF
导出来的类型,因为这个约束,所以可以安全地在obj
上调用f了。
这里说泛型的类型参数将擦除到它的第一边界(泛型可能有多个边界)。这里提到了类型参数的擦除,编译器实际上会把类型参数替换成它的擦除,就像上面的示例那样,T
擦除到了HasF
,就像在类的声明中用HasF
替换成T
一样。
如同上文所说,我们可以不使用泛型,直接将T
替换回会HasF
。
class Manipulator3 {
private HasF obj;
public Manipulator2(HasF obj) {
this.obj = obj;
}
public void manipulate(){
obj.f();
}
}
上面的代码也可以像Manipulator2
中那样正常工作。但是这并不意味着带边界的泛型是毫无意义的。
只有当希望使用的类型参数比某个具体类型(以及它的所有子类型)更加"泛化"时。也就是说,当希望代码能跨多个类工作的时候,使用泛型才有帮助。因此,类型参数和它们在有用的泛型代码中的应用,通常比简单的类替换要更为复杂。。但是也不能因为觉得<T extends HasF>
的任何东西都是有缺陷的。
例如,假设某个类有返回T
的方法,那么泛型在这里就是有用处的,因为泛型可以返回确切的类型。例子如下。
class ReturnGenericType<T extends HasF> {
private T obj;
public ReturnGenericType(T obj) {
this.obj = obj;
}
public T getObj() {
return obj;
}
}
所以,必须查看所有的代码。并确定它是否"足够复杂"到必须使用泛型的程度。
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