Java泛型和类型擦除

一 前言：初识泛型

废话不说，先来看一段代码：

public class Holder {     private Object data;          public Holder(Object data ){         this.data = data;     }      public void setData(Object data) {         this.data = data;     }      public Object getData() {         return data;     }          public static void main(String[] args){         Holder holder = new Holder(new SomeNode());         SomeNode someNode = holder.getData();              } }  class SomeNode{}

Holder类是一个容器，它的作用是用来保存其他类的，这里我们用它来保存SomeNode类，随后把它取出来，编译运行，结果如下：

Error:(21, 43) java: incompatible types   required: SomeNode   found:    java.lang.Object

意思是，需要的是SomeNode，取出来的却是Object，如此看来，如果我想保存SomeNode类，就只能把data声明为SomeNode：

private SomeNode data；

这就意味着我们需要为每一个类创造一个Holder，这肯定是不行的，于是泛型的作用来了，泛型，可以理解为任何类型，意思是我可以声明一个可以容纳任何类型的容器：

public class Holder<T> {     private T data;      public Holder(T data ){         this.data = data;     }      public void setData(T data) {         this.data = data;     }      public T getData() {         return data;     }      public static void main(String[] args){         Holder<SomeNode> holder = new Holder<SomeNode>(new SomeNode());         SomeNode someNode = holder.getData();      } }  class SomeNode{}

注意写法，在类声明后面加个就行了，你也可以加，只是一个占位符，形参而已。然后我们再把它取出来：

 Process finished with exit code 0

程序没有报错，如果这时候我们使用holder的set()方法去插入设置一些非SomeNode类型的值，代码如下：

 public static void main(String[] args){         Holder<SomeNode> holder = new Holder<SomeNode>(new SomeNode());         SomeNode someNode = holder.getData();         holder.setData("AAAA");      }

看结果：

Error:(22, 15) java: method setData in class Holder<T> cannot be applied to given types;   required: SomeNode   found: java.lang.String   reason: actual argument java.lang.String cannot be converted to SomeNode by method invocation conversion

泛型机制就自动为我们报错，很方便。

二 泛型类：元组(Tuple)，返回多个对象

熟悉python的同学都知道元组的概念，它是一个只读列表，在返回多个结果时是很有用的，我们利用泛型特性来创造一个包含两个对象的元组：

public class Tuple {     public static void main(String[] args){         TwoTuple<String,Integer> t = new TwoTuple<String, Integer>("Monkey",12);         System.out.println(t.toString());     } }  class TwoTuple<A,B>{     final A first;     final B second;      public TwoTuple(A a,B b){         first = a;         second = b;     }      public String toString(){         return "("+first+","+second+")";     } }

来看结果：

(Monkey,12)

是不是很方便：）如果想要一个长度为3的元组可以这么写：

public class Tuple {     public static void main(String[] args){         ThreeTuple<String,Integer,Boolean> t = new ThreeTuple<String, Integer, Boolean>("Dog",12,true);         System.out.println(t.toString());     } }  class TwoTuple<A,B>{     final A first;     final B second;      public TwoTuple(A a,B b){         first = a;         second = b;     }      public String toString(){         return "("+first+","+second+")";     } }  class ThreeTuple<A,B,C> extends TwoTuple<A,B>{     final C three;      public ThreeTuple(A a,B b,C c){         super(a,b);         three = c;     }      public String toString(){         return "("+first+","+second+","+three+")";     } }

结果如下：

(Dog,12,true)

三 泛型接口

泛型接口的定义和泛型类的定义类似，我们来定义一个生成器接口：

public interface Generator<T> {     T next(); }

接着我们实现这个接口，来生成斐波拉契数：

public class Fib implements Generator<Integer> {     private int count = 0;      @Override     public Integer next() {         return fib(count++);     }      private int fib(int n){         if (n<2)             return 1;         else             return fib(n-2) + fib(n-1);     }      public static void main(String[] args){         Fib f = new Fib();         for (int i=0;i<100;i++){             System.out.println(f.next());         }     }  } 

四 泛型方法

比起泛型类，我们更推荐去使用泛型方法，泛型方法定义起来也很简单，我们只需将泛型参数放在返回类型前面即可:

public class GenericMethods {     public <T> void f(T x){         System.out.println(x.getClass().getName());     }      public static void main(String[] args){         GenericMethods g = new GenericMethods();         g.f("Hello");         g.f(100);         g.f(true);     } }

这里我们定义了一个泛型方法f(),并使用getClass获取类的相关信息( 关于Class对象的知识点这里 )，来看结果：

java.lang.String java.lang.Integer java.lang.Boolean

这里还要注意一下Varargs(变长参数)机制和泛型的结合：

public class GenericVarargs {     public static <T> List<T> makeList(T...args){         List<T> list = new ArrayList<T>();         for (T item : args){             list.add(item);         }          return list;     }      public static void main(String[] args){         List<String> list = makeList("A","B","C","D");         System.out.println(list);     } }

结果如下：

[A, B, C, D]

六 类型擦除

public class ErasedType {     public static void main(String[] args){         Class c1 = new ArrayList<String>().getClass();         Class c2 = new ArrayList<Integer>().getClass();          System.out.println(c1 == c2);     } }

结果如下：

true

也就是说我们在实例化ArrayList<String>和实例化ArrayList<Integer>时是共享一份目标代码的，泛型类类型信息在编译的过程中被擦除了。对于JVM来说，它只看到一份ArrayList(原始类型)而已。我们还可以从反射的角度来理解类型擦除：

public class ErasedType {     public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {         List<String> list = new ArrayList<String>();         list.add("ABC");         list.getClass().getMethod("add",Object.class).invoke(list,123);         System.out.println(list);     }  }

看结果：

[ABC, 123]

我们很顺利的把Integer型的123插入到了String的List里：）

七 后记

由于类型擦除的存在，我们往往会在使用泛型特性的时候遇到一些诡异的问题，由于篇幅原因，这里不展开了：）我将在另外一篇文章中集中的总结一下这方面的问题。

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