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在之前的文章 Kotlin 和 Java 泛型的缺陷和应用场景 中介绍了:
extends>
、 super>
、
、
的区别和应用场景而今天这篇文章我们主要介绍泛型擦除和它的局限性,所以通过这篇文章你将学习到以下内容:
Object
Class
?
泛型擦除我相信对于每个开发者并不陌生,先写一段示例代码,实例化泛型
,我们花三秒钟思考一下,下面的代码是否可以正常编译。
// Java
public class GenericPersonJava {
GenericPersonJava() {
T t = new T()
}
}
//Kotlin
class GenericPersonKt {
init {
val t: T = T()
}
}
编译会出错,因为
被擦除之后,会将
编译成 Object
, JVM 指令如下图所示。
如果传入的泛型参数是 String
, 那么泛型被擦除之后,会编译成 Object
类型,类型显然不对,无论是 Java 还是 Kotlin 在编译阶段都无法确定泛型参数的类型,所以为了防止类型问题,编译器不支持直接对泛型实例化, 这也是泛型的局限性,不能直接对泛型实例化 。
如果想实例化泛型,Java 和 Kotlin 通用解决方案,通过 Class
反射的方式来实例化泛型
,我们修改一下上面的代码,即可正常编译运行。
// Java
public class GenericPersonJava {
GenericPersonJava(Class classes) {
T t = classes.newInstance();
}
}
// kotlin
class GenericPersonKt(classes: Class) {
init {
val t: T = classes.newInstance()
}
}
我们在思考一下泛型
被擦除之后,一定会编译成 Object
类型吗? 修改一下上面的代码,给泛型添加上界,在花 3 秒钟思考一下编译后的泛型
是什么类型。
// Java
public class GenericPersonJava {
}
// Kotlin
class GenericPersonKt() {
}
修改后的代码,给泛型添加了上界,即泛型
继承自 String
,泛型被擦除之后,会被编译成 String
类型,如下图所示。
因此我们可以得出一个结论,无论是 Java 还是 Kotin:
,泛型被擦除之后,会被编译成 Object
类型
,泛型被擦除之后,会被编译成 String
类型我们在来介绍一下泛型另外一个局限性 无法获取泛型 Class 类型 ,先写一段代码,我们在花 3 秒钟思考一下,以下代码输出的结果是什么。
// Java
public static void main(String... args) {
List p1 = new ArrayList();
List p2 = new ArrayList();
System.out.println(p1.getClass() == p2.getClass());
}
// Kotlin
fun main() {
val p1: List = ArrayList()
val p2: List = ArrayList()
println(p1.javaClass == p2.javaClass)
}
上面的代码 Java 和 Kotlin 输出的结果都是 true
,因为泛型被擦除了之后,无论 ArrayList
还是 ArrayList
获取 class
的时候,获取到的都是同一个 ArrayList class
。
所以对于一个泛型 ArrayList
无论
是什么类型,编译完了之后都会被擦除掉,最后获取到的都是 ArrayList class
而不是 ArrayList
。
泛型是 Java 1.5
之后引入的,在之前的版本是没有泛型这个概念,所以为了兼容之前的版本,因此在生成字节码的时候,将泛型信息擦除掉了。
我们在思考一下泛型信息被擦除了之后,泛型信息真的不存在了吗?我们先写一段代码,看一下编译后的 JVM 指令。
public class GenericJava {
public static void main(String... args) {
ArrayList p1 = new ArrayList();
}
}
生成的 JVM 指令如下图所示。
标记 1执行 New
命令创建了 ArrayList
对象,而不是 ArrayList
,由此可见泛型信息被擦除了。我们继续往下看有个 LocalVariableTable
和 LocalVariableTypeTable
。
LocalVariableTable
就是我们常说的局部变量表,保存方法参数列表和方法内的局部变量,按照声明的顺序存储,它以数组的形式展示,更多关于 局部变量表 和 操作数栈 的知识点,欢迎前往查看另外一个篇文章 CPU 如何记录函数调用过程和返回过程 。
LocalVariableTypeTable
它的数据结构和 LocalVariableTable
是一样的,只不过它是用来保存泛型信息
正如图中 标记 2 所示,我们在代码中编写的泛型 ArrayList
,泛型信息被擦除掉之后,会保存到 LocalVariableTypeTable
中,所以并没有真正意义上的将泛型相关的信息抹除掉。正因为泛型信息被保存了下来,所以我们在运行时,可以通过反射获取到泛型相关的信息。
无论使用 Java 还是 Kotlin, 定义在类型的上的泛型、定义在方法参数的泛型,定义在方法返回值的泛型、定义在局部变量的泛型、还是定义在全局变量中的泛型,它们的泛型信息都会保存下来。如下图所示。
Koltin 中的星投影,即泛型 <*>
,其实等效于 Java 中的 >
号,用于表示不确定泛型是什么类型的信息。我们来看一段代码。
// Java
List> list;
// Kotlin
val list: List<*>
上面的代码其实等效于下面的代码。
// Java
List extends Object> list;
// Koltin
val list: List
>
号等效于 extends Object>
<*>
号等效于
在 Java 中 Object
类是所有类的父类,在 Kotlin 中分为 非空 和 可空 两种类型,因此 Any
是所有非空类型的父类,而 Any?
是所有可空类型的父类。因此我们可以用 Object
和 Any
来表示。
在 Java 中用通配符 ? extends
表示协变,而在 Kotlin 中关键字 out
表示协变,关于协变和逆变更多的知识点,可以前往查看 90%的人都不知道的知识点,Kotlin 和 Java 的协变和逆变 。