阅读 4830

面试官问我:“泛型擦除是什么,会带来什么问题?”

前言

这是我在抖音二面的时候自我感觉没有答好的一题。因为我的中心只是围绕在了TObject替换的问题上了,并没有去讲解他会带来的问题。

思维导图

什么是泛型擦除?

其实我们很常见这个问题,你甚至经常用,只是没有去注意罢了,但是很不碰巧这样的问题就容易被面试官抓住。下面先来看一段代码吧。

List list = new ArrayList();
List listString = new ArrayList<String>();
List listInteger = new ArrayList<Integer>();
复制代码

这几段代码简单、粗暴、又带有很浓厚的熟悉感是吧。那我接下来要把一个数字1插入到这三段不一样的代码中了。

作为读者的你可能现在已经黑人问号了????你肯定有很多疑问,这明显不一样啊,怎么可能。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        List listString = new ArrayList<String>();
        List listInteger = new ArrayList<Integer>();

        try {
            list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, 1);
            listString.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(listString, 1);
            // 给不服气的读者们的测试之处,你可以改成字符串来尝试。
            listInteger.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(listInteger, 1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("list size:" + list.size());
        System.out.println("listString size:" + listString.size());
        System.out.println("listInteger size:" + listInteger.size());
    }
}
复制代码

不好意思,有图有真相,我就是插进去了,要是你还不信,我还真没办法了。

探索真相

上述的就是泛型擦除的一种表现了,但是为了更好的理解,当然要更深入了是吧。虽然List很大,但却也不是不能看看。

两个关键点,来验证一下:

  1. 数据存储类型
  2. 数据获取
// 先来看看画了一个大饼的List
// 能够过很清楚的看到泛型E
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{       
    // 第一个关键点    
    // 还没开始就出问题的存储类型
    // 难道不应该也是一个泛型E?
    transient Object[] elementData;

    
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index); // 1---->
    }
    
    // 由1直接调用的函数
    // 第二个关键点,强制转化得来的数据
    E elementData(int index) {
        return (E) elementData[index];
    }
}
复制代码

我想,其实你也能够懂了,这个所谓的泛型T最后会被转化为一个Object,最后又通过强制转化来进行一个转变。从这里我们也就能够知道为什么我们的数据从前面过来的时候,String类型数据能够直接被Integer进行接收了。

带来什么样的问题?

(1) 强制类型转化

这个问题的结果我们已经在上述文章中提及到了,通过反射的方式去进行插入的时候,我们的数据就会发生错误。

如果我们在一个List<Integer>中在不知情的情况下插入了一个String类型的数值,那这种重大错误,我们该找谁去说呢。

(2)引用传递问题

上面的问题中,我们已经说过了T将在后期被转义成Object,那我们对引用也进行一个转化,是否行得通呢?

List<String> listObject = new ArrayList<Object>();
List<Object> listObject = new ArrayList<String>();
复制代码

如果你这样写,在我们的检查阶段,会报错。但是从逻辑意义上来说,其实你真的有错吗?

假设说我们的第一种方案是正确的,那么其实就是将一堆Object数据存入,然后再由上面所说的强制转化一般,转化成String类型,听起来完全ok,因为在List中本来存储数据的方式就是Object。但其实是会出现ClassCastException的问题,因为Object是万物的基类,但是强转是为子类向父类准备的措施。

再来假设说我们的第二种方案是正确的,这个时候,根据上方的数据String存入,但是有什么意义存在呢?最后都还是要成Object的,你还不如就直接是Object

解决方案

其实很简单,如果看过一些公开课想来就见过这样的用法。

public class Part<T extends Parent> {

    private T val;

    public T getVal() {
        return val;
    }

    public void setVal(T val) {
        this.val = val;
    }
}
复制代码

相比较于之前的Part而言,他多了<T extends Parent>的语句,其实这就是将基类重新规划的操作,就算被编译,虚拟机也会知道将数据转化为Parent而不是直接用Object来直接进行替代。

应用场景

这里需要感谢给我提出问题的大佬读者:挖掘机技术

该部分的思路来自于Java泛型中extends和super的区别?

上面我们说过了解决方案,使用<T extends Parent>。其实这只是一种方案,在不同的场景下,我们需要加入不同的使用方法。另外官方也是提倡使用这样的方法的,但是我们为了避免我们上述的错误,自然需要给出一些使用场景了。

基于的其实是两种场景,一个是扩展型super,一个是继承型extends。下面都用一个列表来举例子。

统一继承顺序

// 承载者
class Plate<T>{
    private T item;
    public Plate(T t){item=t;}
    public void set(T t){item=t;}
    public T get(){return item;}
}

// Lev 1
class Food{}

// Lev 2
class Fruit extends Food{}
class Meat extends Food{}

//Lev 3
class Apple extends Fruit{}
class Banana extends Fruit{}
class Pork extends Meat{}
class Beef extends Meat{}

//Lev 4
class RedApple extends Apple{}
class GreenApple extends Apple{}
复制代码

<T extends Parent>

继承型的用处是什么呢?

其实他期待的就是这整个列表的数据的基础都是来自我们的Parent,这样获取的数据全部人的父类其实都是来自于我们的Parent了,你可以叫这个列表为Parent家族。所以也可以说这是一个适合频繁读取的方案。

Plate<? extends Fruit> p1=new Plate<Apple>(new Apple());
Plate<? extends Fruit> p2=new Plate<Apple>(new Beef()); // 检查不通过

// 修改数据不通过
p1.set(new Banana());

// 数据获取一切正常
// 但是他只能精确到由我们定义的Fruit
Fruit result = p1.get();
复制代码

<T super Parent>

扩展型的作用是什么呢?

你可以把它当成一种兼容工具,由super修饰,说明兼容这个类,通过这样的方式比较适用于去存放上面所说的Parent列表中的数据。这是一个适合频繁插入的方案。

// 填写Food的位置,级别一定要大于或等于Fruit
Plate<? super Fruit> p1=new Plate<Food>(new Apple());
// 和extends 不同可以进行存储
p1.set(new Banana());
// get方法
Banana result1 = p1.get(); // 会报错,一定要经过强制转化,因为返回的只是一个Object
Object result2 = p1.get(); // 返回一个Object数据我们已经属于快要丢失掉全部数据了,所以不适合读取
复制代码

以上就是我的学习成果,如果有什么我没有思考到的地方或是文章内存在错误,欢迎与我分享。


相关文章推荐:

【从零冲击音视频开发】音视频开发必备知识基础

答应我,收好这份钉钉和抖音的面经,真的很重要!!!

操作系统中的三大经典同步问题,你如何复现?