类型擦除

Java 泛型通过类型擦除实现，泛型信息在编译时被擦除。

类型擦除原理

编译前

public class Box<T> {
    private T value;

    public void set(T value) { this.value = value; }
    public T get() { return value; }
}

Box<String> box = new Box<>();
box.set("Hello");
String s = box.get();

编译后（擦除）

public class Box {
    private Object value;  // T 擦除为 Object

    public void set(Object value) { this.value = value; }
    public Object get() { return value; }
}

Box box = new Box();
box.set("Hello");
String s = (String) box.get();  // 编译器插入转型

类型擦除规则：无界类型参数 <T> 擦除为 Object，有界 <T extends Number> 擦除为 Number。

擦除规则

类型擦除验证

List<String> strings = new ArrayList<>();
List<Integer> integers = new ArrayList<>();

// 运行时两者类型相同
System.out.println(strings.getClass());    // ArrayList
System.out.println(integers.getClass());   // ArrayList
System.out.println(strings.getClass() == integers.getClass());  // true

运行时无泛型信息：泛型类型在运行时被擦除，ArrayList 和 ArrayList 运行时都是 ArrayList。

类型擦除的影响

不能创建泛型数组

// 错误：不能创建泛型数组
List<String>[] array = new List<String>[10];  // 编译错误

// 原因：类型擦除后无法保证类型安全
// 擦除后 List<String>[] → List[]，可放入 List<Integer>

不能创建泛型实例

// 错误：不能 new T()
public class Box<T> {
    public T create() {
        return new T();  // 编译错误
    }
}

// 解决：传入 Class 或 Supplier
public T create(Class<T> clazz) throws Exception {
    return clazz.newInstance();
}

不能使用基本类型

// 错误：泛型不支持基本类型
List<int> list = new ArrayList<int>();  // 编译错误

// 正确：使用包装类
List<Integer> list = new ArrayList<>();

静态成员不能使用类泛型参数

public class Box<T> {
    private static T value;  // 错误：静态成员不能用 T

    public static void method(T item) {}  // 错误

    // 正确：静态方法可定义自己的泛型参数
    public static <E> void method(E item) {}
}

获取泛型信息

虽然运行时擦除，但可通过反射获取部分泛型信息：

public class MyClass {
    private List<String> field;
}

// 获取字段的泛型类型
Field field = MyClass.class.getDeclaredField("field");
Type genericType = field.getGenericType();

if (genericType instanceof ParameterizedType) {
    ParameterizedType pt = (ParameterizedType) genericType;
    Type[] actualTypes = pt.getActualTypeArguments();
    System.out.println(actualTypes[0]);  // String.class
}

Signature 属性：编译器在字节码中保留泛型签名信息，反射可通过 Signature 获取。

桥方法

类型擦除后，编译器生成桥方法保证多态：

public class StringBox extends Box<String> {
    @Override
    public void set(String value) { ... }
    @Override
    public String get() { ... }
}

// 编译器生成桥方法
public void set(Object value) { set((String) value); }  // 桥方法
public Object get() { return get(); }  // 桥方法

要点总结

• Java 泛型通过类型擦除实现
• 无界 <T> 擦除为 Object，有界擦除为边界类型
• 运行时 ArrayList 和 ArrayList 类型相同
• 不能创建泛型数组、泛型实例
• 泛型不支持基本类型，需用包装类
• 静态成员不能使用类泛型参数
• 反射可通过 Signature 获取部分泛型信息
• 桥方法保证多态正确工作