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java 泛型的型別擦除和橋方法

oracle原文地址:https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/erasure.html 

在Java中,泛型的引入是為了在編譯時提供強型別檢查和支援泛型程式設計。為了實現泛型,Java編譯器應用型別擦除實現:

       1、  用型別引數(type parameters)的限定(如果沒有就用Object)替換泛型型別中的所有型別引數。

       2、  需要保持型別安全的時候插入型別轉換(隱含插入)

       3、  在extened 泛型型別中生成橋方法來保證多型性

   型別擦除確保不會為已引數化了的型別(paramterized types)產生新類,這樣泛型能保證沒有執行時的負載。

 

泛型型別擦除

      在型別擦除過程中,java編譯器擦除所有型別引數,用它的限定或者Object(沒限定時)替換。

     考慮下面的泛型類:  

 1 public class Node<T> {
 2  
 3     private T data;
 4     private Node<T> next;
 5  
 6     public
Node(T data, Node<T> next) } 7 this.data = data; 8 this.next = next; 9 } 10 11 public T getData() { return data; } 12 // ... 13 }

因為型別引數T是非限定的,Java編譯器使用Object替換它:  

 1  public class Node {
 2  
 3     private Object data;
 4     private Node next;
 5  
 6     public
Node(Object data, Node next) { 7 this.data = data; 8 this.next = next; 9 } 10 11 public Object getData() { return data; } 12 // ... 13 }

 

下面的例子,泛型Node類使用了限定型別引數:

 1  public class Node<T extends Comparable<T>> {
 2  
 3     private T data;
 4     private Node<T> next;
 5  
 6     public Node(T data, Node<T> next) {
 7         this.data = data;
 8         this.next = next;
 9     }
10  
11     public T getData() { return data; }
12     // ...
13 }

編譯器會使用第一個限定類,Comparable替換限定引數型別T:

 1 public class Node {
 2  
 3     private Comparable data;
 4     private Node next;
 5  
 6     public Node(Comparable data, Node next) {
 7         this.data = data;
 8         this.next = next;
 9     }
10  
11     public Comparable getData() { return data; }
12     // ...
13 }

同樣,泛型方法也可以擦除。規則類似,不細說。

型別擦除的影響和橋方法

有時候型別擦除會引起無法預知的情況。比如:

給定以下兩個類:

 1 public class Node<T> {
 2  
 3     public T data;
 4  
 5     public Node(T data) { this.data = data; }
 6  
 7     public void setData(T data) {
 8         System.out.println("Node.setData");
 9         this.data = data;
10     }
11 }
12  
13 public class MyNode extends Node<Integer> {
14     public MyNode(Integer data) { super(data); }
15  
16     public void setData(Integer data) {
17         System.out.println("MyNode.setData");
18         super.setData(data);
19     }
20 }

考慮以下程式碼: 

1  MyNode mn = new MyNode(5);
2 Node n = mn;            // 原生型別 – 編譯器會給出未檢查警告
3 n.setData("Hello");     
4 Integer x = mn.data;    // 會引發丟擲ClassCastException

型別擦出後,程式碼變成

1 MyNode mn = new MyNode(5);
2 Node n = (MyNode)mn;         //原生型別 – 編譯器會給出未檢查警告
3 n.setData("Hello");
4 Integer x = (String)mn.data; //會引發丟擲ClassCastException
 1 public class Node {
 2  
 3     public Object data;
 4  
 5     public Node(Object data) { this.data = data; }
 6  
 7     public void setData(Object data) {
 8         System.out.println("Node.setData");
 9         this.data = data;
10     }
11 }
12  
13 public class MyNode extends Node {
14  
15     public MyNode(Integer data) { super(data); }
16  
17     public void setData(Integer data) {
18         System.out.println("MyNode.setData");
19         super.setData(data);
20     }
21 }

 

型別擦除後,方法的簽名已經不匹配。Node 方法變成setData(Object),MyNode方法變成setData(Integer)。MyNode setData方法已經不是覆蓋Node setData方法。

為了解決這個問題,維持泛型型別的多型性,java編譯器會生成一個橋方法:

 1 class MyNode extends Node {
 2  
 3     // 編譯器生成的橋方法
 4     //
 5     public void setData(Object data) {
 6         setData((Integer) data);
 7     }
 8  
 9     public void setData(Integer data) {
10         System.out.println("MyNode.setData");
11         super.setData(data);
12     }
13  
14     // ...
15 }