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泛型是一种类似”模板代码“的技术,不同语言的泛型实现方式不一定相同。
Java语言的泛型实现方式是擦拭法(Type Erasure)。
所谓擦拭法是指,虚拟机对泛型其实一无所知,所有的工作都是编译器做的。
例如编写了一个泛型类
Pair<T>
,这是编译器看到的代码:而虚拟机根本不知道泛型。这是虚拟机执行的代码:
因此,Java使用擦拭法实现泛型,导致了:
- 编译器把类型
<T>
视为Object
;
- 编译器根据
<T>
实现安全的强制转型。
使用泛型的时候,我们编写的代码也是编译器看到的代码:
而虚拟机执行的代码并没有泛型:
所以,Java的泛型是由编译器在编译时实行的,编译器内部永远把所有类型
T
视为Object
处理,但是,在需要转型的时候,编译器会根据T
的类型自动为我们实行安全地强制转型。了解了Java泛型的实现方式——擦拭法,就知道了Java泛型的局限:
- 局限一:
<T>
不能是基本类型,例如int
,因为实际类型是Object
,Object
类型无法持有基本类型:
- 局限二:无法取得带泛型的
Class
:
因为
T
是Object
,对Pair<String>
和Pair<Integer>
类型获取Class
时,获取到的是同一个Class
,也就是Pair
类的Class
。换句话说,所有泛型实例,无论
T
的类型是什么,getClass()
返回同一个Class
实例,因为编译后它们全部都是Pair<Object>
。- 局限三:无法判断带泛型的类型:
不存在
Pair<String>.class
,而是只有唯一的Pair.class
- 局限四:不能实例化
T
类型:
上述代码无法通过编译,因为构造方法的两行语句
擦拭后实际上变成了:
这样一来,创建
new Pair<String>()
和创建new Pair<Integer>()
就全部成了Object
,显然编译器要阻止这种类型不对的代码。要实例化
T
类型,必须借助额外的Class<T>
参数:上述代码借助
Class<T>
参数并通过反射来实例化T
类型,使用的时候,也必须传入Class<T>
:因为传入了
Class<String>
的实例,所以借助String.class
就可以实例化String
类型。不恰当的覆写方法
有些时候,一个看似正确定义的方法会无法通过编译。例如:
这是因为,定义的
equals(T t)
方法实际上会被擦拭成equals(Object t)
,而这个方法是继承自Object
的,编译器会阻止一个实际上会变成覆写的泛型方法定义。换个方法名,避开与
Object.equals(Object)
的冲突就可以成功编译:泛型继承
一个类可以继承自一个泛型类。例如:父类的类型是
Pair<Integer>
,子类的类型是IntPair
,可以这么继承:使用的时候,因为子类
IntPair
并没有泛型类型,所以,正常使用即可:我们无法获取
Pair<T>
的T
类型,即给定一个变量Pair<Integer> p
,无法从p
中获取到Integer
类型。但是,在父类是泛型类型的情况下,编译器就必须把类型
T
(对IntPair
来说,也就是Integer
类型)保存到子类的class文件中,不然编译器就不知道IntPair
只能存取Integer
这种类型。在继承了泛型类型的情况下,子类可以获取父类的泛型类型。例如:
IntPair
可以获取到父类的泛型类型Integer
。获取父类的泛型类型代码比较复杂:因为Java引入了泛型,所以,只用
Class
来标识类型已经不够了。实际上,Java的类型系统结构如下: