编译器如何处理泛型
泛型类编译后长什么样?
接上文,JAVA 泛型意淫之旅1,成功迎娶白富美后,终于迎来了最振奋人心的一刻:造娃!造男娃还是造女娃?对于我们程序猿来说,谁还在乎是男娃女娃,只要是自己的娃,就是好娃!但不知道父母们是不是这么想的,我们先搞一个造娃类,问一问造出不同的娃,父母的态度是什么。
public class MakeBaby<T> {
private T baby;
public T getBaby() {
return baby;
}
public void setBaby(T baby) {
this.baby = baby;
}
}
先造两个试一下
MakeBaby<Boy> boy = new MakeBaby<>();
MakeBaby<Girl> girl = new MakeBaby<>();
System.out.println("\"男娃女娃都行吗?\"" + "\"" + (boy.getClass() == girl.getClass()) + "\"");
造完了我们看下父母态度
为什么男娃女娃都一样呢?其实是编译器在编译 MakeBaby 时,进行了类型擦除,即删除了参数类型,我们反编译下 MakeBaby 类
从反编译结果可以看出,getBaby 返回的是 Object 类型,setBaby 赋值的也是 Object 类型,类型变量被擦除掉了。编译器编译后实际交付给 JVM 的是
public class MakeBaby {
private Object baby;
public Object getBaby() {
return baby;
}
public void setBaby(Object baby) {
this.baby = baby;
}
}
所以无论是 MakeBaby<Boy> 还是 MakeBaby<Girl>, 最终生成的代码都是 MakeBaby.
如果有类型限定,擦除后会是什么样呢?和女神造娃怎么能只造出一个普通的娃呢,这娃以后必须得会撩妹!稍微修改一下 MakeBaby<T> 类,添加一个类型限定
public class MakeBaby<T extends PickUpGirl> {
private T baby;
public T getBaby() {
return baby;
}
public void setBaby(T baby) {
this.baby = baby;
}
}
再来看一下生成的结果
getBaby 和 setBaby 的类型不再是 Object, 而是我们限定的 PickUpGirl 了。如果有多个类型限定会怎样呢?我们不但要保证娃以后会撩妹,还要能赚钱,算是对孩子的美好祝福吧。
public class MakeBaby<T extends PickUpGirl & MakeMoney> {
...
}
看一下生成的结果
为什么生成的类型不是 MakeMoney 而是 PickUpGirl 呢?我们把两个接口位置替换一下
public class MakeBaby<T extends MakeMoney & PickUpGirl> {
...
}
再来看一下
生成的类型变成了 MakeMoney.
泛型方法编译后长什么样?
普通的泛型方法类型擦除我们不再讨论,和上面的泛型类类型擦除规则相同,主要讨论下泛型方法在多态情况下的类型擦除。
假设我们生了一个男孩儿,男孩儿遗传了伟大父亲的众多基因,我们姑且先以遗传了父亲的相貌为例。
// 父亲类
public class Father<T> {
private T majorFeature;
public Father(){
this.setMajorFeature(null);
}
public Father(T feature){
this.setMajorFeature(feature);
}
public T getMajorFeature() {
return majorFeature;
}
public void setMajorFeature(T majorFeature) {
this.majorFeature = majorFeature;
}
}
// 外表类
public class Appearance {
private int FeaturesScore;
public Appearance(int featuresScore){
this.setFeaturesScore(featuresScore);
}
public int getFeaturesScore() {
return FeaturesScore;
}
public void setFeaturesScore(int featuresScore) {
FeaturesScore = featuresScore;
}
}
// 孩子类
public class Boy extends Father<Appearance> {
public void setMajorFeature(Appearance appearance) {
if(appearance.getFeaturesScore() >= 6){
super.setMajorFeature(appearance);
}
}
}
Father<Appearance> boy = new Boy();
// 调用的是 Boy 类的 setMajorFeature 方法,而不是 Father 类的 setMajorFeature
boy.setMajorFeature(new Appearance(8));
如果父亲颜值小于 6 分,还是任娃自由生长吧,如果父亲颜值大于 6 分,娃可以遗传一下父亲的帅气基因。
我们看下 Boy 类生成的了什么样的代码
从图中可以看到,生成了两个 setMajorFeature 方法,一个参数类型为 Appearance, 一个参数类型为 Object. 参数为 Object 类型的 setMajorFeature 方法被称之为桥方法。
boy 变量声明为 Father<Appearance> 类型,这个类型有一个 setMajorFeature(T majorFeature) 方法,类型擦除后为 setMajorFeature(Object majorFeature). 虚拟机用 boy 引用的对象访问这个方法,boy 引用的对象为一个 Boy 类型的实例,由于多态性,它会调用 Boy.setMajorFeature(Object majorFeature) 方法,即上图生成的桥方法。看下桥方法做了什么操作,
由图可知,首先桥方法将变量进行了强制类型转换,转换为了 Appearance 类型,接着又调用了 setMajorFeature(Appearance majorFeature) 方法。这就是我们想要的结果,boy.setMajorFeature 调用了最合适的方法。实际生成的桥方法为
public void setMajorFeature(Object appearance){
setMajorFeature((Appearance)appearance);
}
总结:
当泛型类的泛型变量没有类型限制时,类型擦除后所有的 T 被替换为 Object;
当泛型类的类型变量有一个限定类型时,类型擦除后所有的 T 不再被替换为 Object,而是替换为限定的类型;
当泛型类的类型变量有多个限定类型时,类型擦除后所有的 T 被替换为第一个限定的类型。
为了保证多态性,编译时会生成桥方法;
桥方法接收的参数为 Object 类型,为了保证类型的安全性,会进行强制类型转换;
类型擦除发生在编译时,虚拟机中没有泛型,只有普通的类和方法。
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