java 泛型實現原理

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泛型思想最早在C++語言的模板（Templates）中產生，Java後來也借用了這種思想。雖然思想一致，但是他們存在著本質性的不同。

C++中的模板是真正意義上的泛型，在編譯時間就將不同模板型別參數編譯成對應不同的目標代碼，List<Integer>和List<String>是兩種不同的類型，這種泛型被稱為真正泛型。

這種泛型實現方式，會導致類型膨脹，因為要為不同具體參數產生不同的類。

 

Java中List<Integer>和List<String>雖然在原始碼中屬於不同的類，但是編譯後的位元組碼中，他們都被替換成原始類型，而兩者的原始類型的一樣的（List<Object>），所以在運行時，List<Integer>與List<String>就是同一個類。

Java中的泛型是一種特殊的文法，通過類型擦除實現，這種泛型稱為偽泛型。

類型擦除，是指將泛型型別執行個體關聯到同一份位元組碼上。編譯器只為泛型型別產生一份位元組碼，並將其執行個體關聯到這份位元組碼上。

類型擦除的關鍵在於從泛型型別中清除型別參數的相關資訊，並且再必要的時候添加類型檢查和類型轉換的方法。

 

        List<Integer> intList = new ArrayList<>();        intList.add(3);        List<String> strList  = new ArrayList<>();        strList.add("Hello");        System.out.println(intList.getClass() == strList.getClass());  // 輸出結果為true

intList與strList都屬於同一個類。

 

建立一個只能儲存Integer的ArrayList對象，在add一個整型數值後，利用反射調用add(Object o)add一個asd字串，此時運行代碼不會報錯，運行結果會列印出1和asd兩個值。這時再裡利用反射調用add(Integer o)方法，運行會拋出codeNoSuchMethodException異常。這充分證明了在編譯後，擦除了Integer這個泛型資訊，只保留了原始類型。

 

建立一個List<Integer>對象intList，利用反射調用其add()方法，向intList中添加一個String類元素，運行代碼不會報錯。

        List<Integer> intList = new ArrayList<>();        intList.add(3);        intList.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(intList, "Hello");        for (int i = 0; i < intList.size(); i++) {            System.out.println(intList.get(i));         }        // 輸出結果為        // 3        // Hello

這說明在編譯後，擦出了Integer這個泛型資訊，intList為原始類型List<Object>。

 

修改代碼getMethod("add", Object.class)，改為getMethod("add", Integer.class)

//      NoSuchMethodException:         intList.getClass().getMethod("add", Integer.class).invoke(intList, "Hello");

運行報錯，intList的類List<Integer>中沒有("add", Integer.class)方法，只有("add", Object.class)。

 

 

自動類型轉換

Java的泛型除了類型擦除之外，還會自動產生checkcast指令進行強制類型轉換。

        List<Integer> intList = new ArrayList<>();        intList.add(3);        int a = intList.get(0);

使用intList的get方法返回的是Integer類型的對象。

 

 

 

 

 

 

 

 

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