Java語(yǔ)法中泛型與類(lèi)型擦除的示例分析

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泛型與類(lèi)型擦除

泛型，JDK 1.5新特性，本質(zhì)是參數(shù)化類(lèi)型(Parametersized Type) 的應(yīng)用，即所操作的數(shù)據(jù)類(lèi)型被指定為一個(gè)參數(shù)。這種參數(shù)類(lèi)型可用在：

• 類(lèi)

• 接口

• 方法

的創(chuàng)建中, 分別稱(chēng)為：

• 泛型類(lèi)

• 泛型接口

• 泛型方法

在Java還沒(méi)有泛型的版本時(shí)。只能通過(guò)：

1. Object 是所有類(lèi)型的父類(lèi)

2. 類(lèi)型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換

兩個(gè)特性協(xié)作實(shí)現(xiàn)類(lèi)型泛化。例如，在哈希表的存取中，JDK 1.5之前使用HashMap的get() 方法，返回值就是個(gè)Object。由于Java語(yǔ)言里面所有的類(lèi)型都維承于java.lang.Object，所以O(shè)bject轉(zhuǎn)型成任何對(duì)象都有可能。但也因?yàn)橛袩o(wú)限的可能性，就只有程序員和運(yùn)行期的虛擬機(jī)才知道這個(gè)Objet到底是個(gè)什么類(lèi)型的對(duì)象。
編譯期間，編譯器無(wú)法檢查該Object的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型是否成功。若僅僅依賴(lài)程序員去保障正確性，許多ClassCastException的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)延遲到程序運(yùn)行期。

Java語(yǔ)言中的泛型則不一樣，它只在程序源碼中存在，在編譯后的字節(jié)碼文件中，就已經(jīng)替換為原來(lái)的原生類(lèi)型(Raw Type) ，并在相應(yīng)地方插入強(qiáng)制轉(zhuǎn)換代碼。
因此，對(duì)運(yùn)行期的Java來(lái)說(shuō)Araylist<int>、Aralist<String>是同一個(gè)類(lèi)。所以泛型是Java語(yǔ)言的一顆語(yǔ)法糖Java稱(chēng)為類(lèi)型擦除，基于這種方法實(shí)現(xiàn)的泛型稱(chēng)為偽泛型。

• 泛型擦除前的例子
  

把這段Java代碼編譯成Class文件，然后再用字節(jié)碼反編譯后，將會(huì)發(fā)現(xiàn)泛型都不見(jiàn)了，又變回了Java泛型出現(xiàn)之前的寫(xiě)法，泛型類(lèi)型都變回了原類(lèi)型。如：

通過(guò)擦除實(shí)現(xiàn)泛型，喪失了一些泛型思想應(yīng)有的優(yōu)雅

• 當(dāng)泛型遇見(jiàn)重載1
  

不能被編譯的，因?yàn)閰?shù)List<Integer>和List<String>編譯之后都被擦除了。變成了一樣的原生類(lèi)型List<E>,擦除動(dòng)作導(dǎo)致這兩種方法的特征簽名變得一模一樣。初步看來(lái)，無(wú)法重載的原因已經(jīng)找到了，但真的就如此嗎? 只能說(shuō)，泛型擦除成相同的原生類(lèi)型只是無(wú)法重載的部分原因當(dāng)

• 泛型遇見(jiàn)置載2
  

由于Java泛型的引入，各種場(chǎng)景（虛擬機(jī)解析、反射等）下的方法調(diào)用都可能對(duì)原有基礎(chǔ)產(chǎn)生影響，如在泛型類(lèi)中如何獲取傳入的參數(shù)化類(lèi)型等。因此，JCP組織對(duì)虛擬機(jī)規(guī)范做出了相應(yīng)的修改，引入了諸如Signature、LocalVariableTypeTable 等新的屬性用于解決伴隨泛型而來(lái)的參數(shù)類(lèi)型的識(shí)別問(wèn)題，Signature 是其中最重要的一項(xiàng)屬性,它的作用就是存儲(chǔ)一個(gè)方法在字節(jié)碼層面的特征簽名,這個(gè)屬性中保存的參數(shù)類(lèi)型并不是原生類(lèi)型，而是包括了參數(shù)化類(lèi)型的信息。修改后的虛擬機(jī)規(guī)范要求所有能識(shí)別49.0以上版本的Class文件的虛擬機(jī)都要能正確地識(shí)別Signature參數(shù)。

從Signature屬性的出現(xiàn)我們還可以得出結(jié)論，所謂的擦除，僅僅是對(duì)方法的Code屬性中的字節(jié)碼進(jìn)行擦除，實(shí)際上元數(shù)據(jù)還是保留了泛型信息,這也是我們能通過(guò)反射取得參數(shù)化類(lèi)型的根本依據(jù)。

• 自動(dòng)裝箱: 拆箱與遍歷循環(huán)
  

• 自動(dòng)裝箱: 拆箱與遍歷循環(huán)編譯后

遍歷循環(huán)則把代碼還原成了迭代器的實(shí)現(xiàn)，這也是為何遍歷循環(huán)需要被遍歷的類(lèi)實(shí)現(xiàn)Iterable接口的原因。最后再看看變長(zhǎng)參數(shù)，它在調(diào)用的時(shí)候變成了一個(gè)數(shù)組類(lèi)型的參數(shù),在變長(zhǎng)參數(shù)出現(xiàn)之前，程序員就是使用數(shù)組來(lái)完成類(lèi)似功能的。

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