面试题：Java泛型中类型擦除的基本原理是什么

Question

请阐述Java泛型在编译阶段类型擦除的具体过程，例如List<Integer>在类型擦除后变成了什么，以及这对泛型代码的运行会产生怎样的影响？

Answer 1

1. Java泛型在编译阶段类型擦除的具体过程

• 基本规则：Java泛型是在编译期实现的，编译器在编译时会进行类型擦除。具体来说，编译器会将泛型类型替换为其上限（如果指定了上限，默认上限是Object）。
• 泛型类型参数的擦除：对于泛型类class Generic<T> {}，在编译后，类型参数T会被擦除，实际类型变成Object。例如，List<Integer>中的Integer类型参数会被擦除。
• 泛型方法的擦除：对于泛型方法public <T> void method(T t) {}，编译后类型参数T也会被擦除，方法变为public void method(Object t) {}。如果泛型方法指定了上限public <T extends Number> void method(T t) {}，擦除后变为public void method(Number t) {}。

2. List<Integer>在类型擦除后变成了什么

List<Integer>在类型擦除后变成了List，即原始类型。具体来说，所有对Integer类型的引用都被替换为对Object类型的引用。例如，原本获取List<Integer>中元素的代码Integer num = list.get(0);，在擦除后实际执行的代码类似Object obj = list.get(0); Integer num = (Integer) obj;。

3. 对泛型代码运行的影响

• 优点
  • 向后兼容性：由于类型擦除，Java泛型可以与旧版本的Java代码（没有泛型）兼容。这使得在引入泛型的同时，已有的代码库无需进行大规模修改就能继续使用。
  • 性能无损耗：在运行时没有额外的类型信息，因此不会因为泛型而增加运行时的开销。
• 缺点
  • 运行时类型检查缺失：由于类型信息在编译期被擦除，运行时无法获取泛型的实际类型。例如，List<Integer>和List<String>在运行时是同一个类型，这可能导致在运行时出现ClassCastException。如果向一个List<Integer>中错误地添加了一个String对象（绕过编译器检查的情况下），在获取元素并强制转换为Integer时就会抛出异常。
  • 无法创建泛型数组：因为类型擦除，new T[]这种创建泛型数组的操作是不允许的。例如List<Integer>[] listArray = new List<Integer>[10];是不合法的，只能使用List[] listArray = new List[10];，但这样就失去了泛型的类型安全性。