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在之前的文章 90%的人都不懂的泛型,泛型的缺陷和应用场景 中介绍了:
- 为什么要有泛型
- Kotlin 和 Java 的协变和逆变的区别和应用场景,
- Java 数组协变的缺陷
- 通配符
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:
- 能直接实例化泛型吗?
- 泛型被擦除之后,一定会编译成
Object
类型吗? - 为什么无法获取泛型
Class
类型? - 为什么要擦除掉泛型?
- 泛型信息被擦除了之后,泛型信息真的不存在了吗?
- 迷惑的通配符
?
号和星投影
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:
- 如果泛型没有指定上界
,泛型被擦除之后,会被编译成Object
类型 - 如果泛型指定了上界,例如
,泛型被擦除之后,会被编译成String
类型
无法获取泛型 Class 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
。
为什么要擦除掉泛型?
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。
泛型信息被擦除,真的不存在了吗
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。
? 号和星投影
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
- Java 中的通配符
>
号等效于extends Object>
- Kotlin 中的通配符
<*>
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。
全文到这里就结束了,感谢你的阅读,坚持原创不易,欢迎在看、点赞、分享给身边的小伙伴,我会持续分享原创干货!!!
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