如何理解泛型的编译期检查
既然说类型变量会在编译的时候擦除掉,那为什么我们往 ArrayList 创建的对象中添加整数会报错呢?不是说泛型变量String会在编译的时候变为Object类型吗?为什么不能存别的类型呢?既然类型擦除了,如何保证我们只能使用泛型变量限定的类型呢?
Java编译器是通过先检查代码中泛型的类型,然后在进行类型擦除,再进行编译。
例如:
public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("123"); list.add(123);//编译错误
}
在上面的程序中,使用add方法添加一个整型,在IDE中,直接会报错,说明这就是在编译之前的检查,因为如果是在编译之后检查,类型擦除后,原始类型为Object,是应该允许任意引用类型添加的。可实际上却不是这样的,这恰恰说明了关于泛型变量的使用,是会在编译之前检查的。
那么,这个类型检查是针对谁的呢?我们先看看参数化类型和原始类型的兼容。
以 ArrayList举例子,以前的写法:
ArrayList list = new ArrayList();
现在的写法:
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
如果是与以前的代码兼容,各种引用传值之间,必然会出现如下的情况:
ArrayList<String> list1 = new ArrayList(); //第一种 情况
ArrayList list2 = new ArrayList<String>(); //第二种 情况
这样是没有错误的,不过会有个编译时警告。
不过在第一种情况,可以实现与完全使用泛型参数一样的效果,第二种则没有效果。
因为类型检查就是编译时完成的,new ArrayList()只是在内存中开辟了一个存储空间,可以存储任何类型对象,而真正涉及类型检查的是它的引用,因为我们是使用它引用list1来调用它的方法,比如说调用add方法,所以list1引用能完成泛型类型的检查。而引用list2没有使用泛型,所以不行。
举例子:
public class Test { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list1 = new ArrayList(); list1.add("1"); //编译通过 list1.add(1); //编译错误 String str1 = list1.get(0); //返回类型就是String ArrayList list2 = new ArrayList<String>(); list2.add("1"); //编译通过 list2.add(1); //编译通过 Object object = list2.get(0); //返回类型就是Object new ArrayList<String>().add("11"); //编译通过 new ArrayList<String>().add(22); //编译错误 String str2 = new ArrayList<String>().get(0); //返回类型就是String }
}
通过上面的例子,我们可以明白,类型检查就是针对引用的,谁是一个引用,用这个引用调用泛型方法,就会对这个引用调用的方法进行类型检测,而无关它真正引用的对象。
泛型中参数话类型为什么不考虑继承关系?
在Java中,像下面形式的引用传递是不允许的:
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<Object>(); //编译错误
ArrayList<Object> list2 = new ArrayList<String>(); //编译错误
我们先看第一种情况,将第一种情况拓展成下面的形式:
ArrayList<Object> list1 = new ArrayList<Object>();
list1.add(new Object());
list1.add(new Object());
ArrayList<String> list2 = list1; //编译错误
实际上,在第4行代码的时候,就会有编译错误。那么,我们先假设它编译没错。那么当我们使用list2引用用get()方法取值的时候,返回的都是String类型的对象(上面提到了,类型检测是根据引用来决定的),可是它里面实际上已经被我们存放了Object类型的对象,这样就会有ClassCastException
了。所以为了避免这种极易出现的错误,Java不允许进行这样的引用传递。(这也是泛型出现的原因,就是为了解决类型转换的问题,我们不能违背它的初衷)。
再看第二种情况,将第二种情况拓展成下面的形式:
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add(new String());
list1.add(new String());ArrayList<Object> list2 = list1; //编译错误
没错,这样的情况比第一种情况好的多,最起码,在我们用list2取值的时候不会出现ClassCastException,因为是从String转换为Object。可是,这样做有什么意义呢,泛型出现的原因,就是为了解决类型转换的问题。
我们使用了泛型,到头来,还是要自己强转,违背了泛型设计的初衷。所以java不允许这么干。再说,你如果又用list2往里面add()新的对象,那么到时候取得时候,我怎么知道我取出来的到底是String类型的,还是Object类型的呢?
所以,要格外注意,泛型中的引用传递的问题。
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