面试题：Kotlin中类型擦除在泛型场景下的体现

Question

请阐述在Kotlin中，类型擦除是如何在泛型类和泛型函数中表现的？并举例说明类型擦除可能带来的问题及解决办法。

Answer 1

类型擦除在Kotlin泛型类和泛型函数中的表现

1. 泛型类
   • 在Kotlin中，编译时泛型类型参数会被擦除，只保留其边界类型（如果有）。例如，对于泛型类class Box<T>(val value: T)，编译后字节码中T会被擦除。如果没有为T指定上界，它会被擦除为Any?。假设定义Box<String>和Box<Int>，编译后在字节码层面，它们本质上是同一个类，只是使用的方式在Java和Kotlin语法层面有区别。
   • 示例代码：

   class Box<T>(val value: T)
   fun main() {
       val stringBox = Box("Hello")
       val intBox = Box(10)
       // 这里stringBox和intBox编译后在字节码层面，Box类的结构是一样的，只是存储的值类型不同
   }
   

2. 泛型函数
   • 泛型函数中的类型参数同样在编译时被擦除。例如fun <T> printValue(value: T)，编译后T会被擦除。如果没有指定上界，也会被擦除为Any?。函数调用时，不同实际类型参数的调用，在字节码层面本质上也是同一个函数的不同调用方式。
   • 示例代码：

   fun <T> printValue(value: T) {
       println(value)
   }
   fun main() {
       printValue("World")
       printValue(20)
       // 这里两个printValue调用，编译后在字节码层面，函数主体是一样的，只是传入的参数类型不同
   }
   

类型擦除可能带来的问题及解决办法

1. 问题：在运行时无法获取确切的泛型类型信息。例如，不能在运行时直接检查一个Box<String>实例的泛型类型是String。
   • 示例代码：

   class Box<T>(val value: T)
   fun main() {
       val stringBox = Box("Test")
       // 以下代码不能直接获取stringBox的泛型类型是String
       // println(stringBox::class.typeParameters[0].type) // 这种写法会报错
   }
   

2. 解决办法：
   • 使用reified关键字（仅适用于内联函数）：
     • 内联函数中的reified类型参数可以在运行时获取类型信息。例如：

     inline fun <reified T> printType() {
         println(T::class.simpleName)
     }
     fun main() {
         printType<String>()
         printType<Int>()
     }
     

   • 使用类型令牌（Type Token）：通过传递一个表示类型的对象来获取类型信息。例如：

     class Box<T>(val value: T, val typeToken: KClass<T>) {
         fun printType() {
             println(typeToken.simpleName)
         }
     }
     fun main() {
         val stringBox = Box("Hello", String::class)
         stringBox.printType()
     }