简单理解java泛型的本质(非类型擦除)
背景
之前在网上发现这个问题
public class generictest { //方法一 public static <t extends comparable<t>> list<t> sort(list<t> list) { return arrays.aslist(list.toarray((t[]) new comparable[list.size()])); } //方法二 public static <t extends comparable<t>> t[] sort2(list<t> list) { // 这里没报错 return list.toarray((t[]) new comparable[list.size()]); } public static void main(string[] args) { list<integer> list = new arraylist<>(); list.add(1); list.add(2); // 方法一调用正常 system.out.println(sort(list).getclass()); // 方法二调用报错了,这里报错了 system.out.println(sort2(list).getclass()); } }
这个问题有以下四个现象:
(1)方法一调用完全正常;
(2)方法二调用报错了;
(3)方法二报错的地方是在system.out.println(sort2(list).getclass());这行,而不是return list.toarray((t[]) new comparable[list.size()]);这行;
(4)报的错是[ljava.lang.comparable; cannot be cast to [ljava.lang.integer;;
怎么样?你心中有答案嘛?类型擦除?怎么擦?摩擦摩擦?
解决
刚拿到这道题,我也是一脸懵逼,这要报错也应该是在return list.toarray((t[]) new comparable[list.size()]);这行啊,而且要报错应该两个方法都报错啊。
抱着不放弃不抛弃的心态,彤哥做了大量的实验,终于得出了泛型的本质,且听我娓娓道来。
小插曲
首先,我们要明白,java中的数组是不支持向下转型的,但是如果本身就是那个类型的是可以转过去的,请看下面的例子:
public static void main(string[] args) { object[] objs = new object[]{1}; // 类型转换错误 // integer[] ins = (integer[]) objs; object[] objs2 = new integer[]{1}; // 不报错 integer[] ins2 = (integer[]) objs2; }
java里的泛型是假泛型,只在编译期有效,在运行时是没有泛型的概念的,举个简单的例子:
public static void main(string[] args) { list<string> strlist = arrays.aslist("1"); list<integer> intlist = arrays.aslist(1); // 打印:true system.out.println(strlist.getclass() == intlist.getclass()); }
可以看到两个list的类型是一样的,如果你觉得这个例子不够说服力,那我给你个过分点的例子:
public static void main(string[] args) throws nosuchmethodexception, invocationtargetexception, illegalaccessexception { list<string> strlist = new arraylist<>(); method addmethod = strlist.getclass().getmethod("add", object.class); addmethod.invoke(strlist, 1); addmethod.invoke(strlist, true); addmethod.invoke(strlist, new long(1)); addmethod.invoke(strlist, new byte[]{1}); // 打印:[1, true, 1, 1] system.out.println(strlist); }
瞧,我可以往一个string类型的list中扔任何我想扔的东西,服不服?!
所以说java里面的泛型是假的,运行时不存在滴。
回归正题
数组不能向下强转我懂了,类型擦除我也懂了,似乎还是过不好这一生,呃不是,是还是解决不了这道题啊?
呃,好像是~~
我们再来看一个简单的例子:
// generictest2.java(源码) public class generictest2 { public static void main(string[] args) { system.out.println(raw("1")); } public static <t> t raw(t t) { return t; } } // generictest2.class(反编译) public class generictest2 { public generictest2() { } public static void main(string[] args) { system.out.println((string)raw("1")); } public static <t> t raw(t t) { return t; } }
嗯~似乎看出来点端倪,反编译后多了个构造方法。
呃,没错。还有呢?
仔细一看,system.out.println((string)raw("1"));这一句多加了个string强转。
这就是关键所在,结合类型擦除,运行时并没有所谓的泛型,所以raw()返回的其实是object,但是调用者自己知道我要的是string类型啊,所以我就知道强转一下喽。
我们再来看个极端的例子:
// generictest2.java(源码) public class generictest2 { public static void main(string[] args) { system.out.println(raw("1")); } public static <t> t raw(t t) { return (t)new integer(1); } } // generictest2.class(反编译) public class generictest2 { public generictest2() { } public static void main(string[] args) { system.out.println((string)raw("1")); } public static <t> t raw(t t) { return new integer(1); } }
仔细观察,可以发现,raw()方法里的强转(t)new integer(1)变成了new integer(1),强转被擦除了,实际上在运行时这里的t变成了object,所有类型都是object的子类,也就不需要强转了。
而(string)raw("1")的强转还是加上的,这是调用者知道类型是string,所以raw()返回后自己强转成string一下。
当然,这个代码运行是会报错的,java.lang.integer cannot be cast to java.lang.string,因为raw()返回的是integer类型,强转成string类型失败了。
好了,基本思路就是这样。
泛型类呢?
我们上面举的例子都是泛型方法,那么泛型类呢?
同样地,我们来看个例子:
// generictest3.java(源码) public class generictest3 { public static void main(string[] args) { system.out.println(new raw<string>().raw("1")); } } class raw<t> { public t raw(t t) { return (t)new integer(1); } } // generictest3.class(反编译) public class generictest3 { public generictest3() { } public static void main(string[] args) { system.out.println((string)(new raw()).raw("1")); } } class raw<t> { raw() { } public t raw(t t) { return new integer(1); } }
可以看到,跟泛型方法的表现一模一样。当然,这里运行时也会报java.lang.integer cannot be cast to java.lang.string这个错误。
总结
java中的泛型只在编译期有效,在运行时只有调用者知道需要什么类型,且调用者调用泛型方法后自己做强制转换,被调用者是完全无感的。
所以,出现问题不要问被调用者,而是要问调用者,你丫是怎么调用的?!
解答开篇
为了方便我们还是把开篇的问题拿过来。
// generictest.java(源码) public class generictest { //方法一 public static <t extends comparable<t>> list<t> sort(list<t> list) { return arrays.aslist(list.toarray((t[]) new comparable[list.size()])); } //方法二 public static <t extends comparable<t>> t[] sort2(list<t> list) { // 这里没报错 return list.toarray((t[]) new comparable[list.size()]); } public static void main(string[] args) { list<integer> list = new arraylist<>(); list.add(1); list.add(2); // 方法一调用正常 system.out.println(sort(list).getclass()); // 方法二调用报错了,这里报错了 system.out.println(sort2(list).getclass()); } }
这里似乎又不太一样,变成了<t extends comparable<t>>,其实是一样的啦,如果单独写<t>是相当于<t extends object>的。
那么,我们就延伸一下,被调用者是完全无感的,它只能尽力拿到它知道的类型,比如这里就只能尽力拿到comparable,如果是<t>拿到的就是object。
所以,方法二返回的就是实打实的comparable[]类型,作为被调用者,它一点问题都没有。
但是,调用方是知道我需要的是integer[]类型的,因为list里面是integer类型,所以返回的应该是integer[]类型,所以我就强转喽,然后就报错了。
到底是不是这样?我们来看看反编译后的代码:
// generictest.class(反编译) public class generictest { public generictest() { } public static <t extends comparable<t>> list<t> sort(list<t> list) { return arrays.aslist(list.toarray((comparable[])(new comparable[list.size()]))); } public static <t extends comparable<t>> t[] sort2(list<t> list) { // 这里使用的是comparable[]强转,所以返回的也是实打实的comparable[]类型 return (comparable[])list.toarray((comparable[])(new comparable[list.size()])); } public static void main(string[] args) { list<integer> list = new arraylist(); list.add(1); list.add(2); system.out.println(sort(list).getclass()); // 数组向下转型失败 system.out.println(((integer[])sort2(list)).getclass()); } }
可以看到,跟我们的分析完全一致。
java中的泛型只在编译期有效,在运行时只有调用者知道它自己需要什么类型,且调用者调用泛型方法后自己做强制转换,被调用者是完全无感的,被调用者只能尽力拿到它所知道的类型。
此时,我的脑海中不经响起那熟悉的旋律,“一句话,一辈子……”,今天的这句话你记住了吗?
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。