Java泛型基础 - 理解类型擦除和类型安全

题目

Java泛型基础 - 理解类型擦除和类型安全

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

泛型概念,类型擦除,类型安全

快速回答

Java泛型的主要作用是提供编译时类型检查，防止运行时类型转换错误。核心要点：

• 泛型通过类型参数化增强代码复用和类型安全
• Java泛型采用类型擦除实现，编译后替换为Object或边界类型
• 泛型可防止ClassCastException，如List<String>只能添加字符串

一、泛型核心原理

Java泛型本质是参数化类型，在编译阶段进行类型检查，运行时通过类型擦除(Type Erasure)实现：

// 编译前
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("Hello");

// 编译后（类型擦除效果）
List stringList = new ArrayList(); // 类型参数被擦除
stringList.add("Hello"); // 实际存储为Object

类型擦除规则：

• 无边界泛型（如<T>）擦除为Object
• 有边界泛型（如<T extends Number>）擦除为边界类型（Number）

二、类型安全示例

泛型如何避免类型错误：

// 非泛型代码 - 可能引发ClassCastException
List rawList = new ArrayList();
rawList.add(123);       // 添加Integer
String s = (String) rawList.get(0); // 运行时错误！

// 泛型代码 - 编译时即报错
List<String> safeList = new ArrayList<>();
safeList.add(123);      // 编译错误：类型不匹配
safeList.add("Text");   // 仅允许String类型

三、最佳实践与常见错误

最佳实践：

• 优先使用泛型集合（如List<T>而非原生List）
• 方法中使用泛型参数：<T> void process(T item) {...}
• 通配符边界：List<? extends Number>接受Number子类

常见错误：

• 错误1：尝试创建泛型数组
  // 错误写法！
T[] arr = new T[10];
// 正确替代方案：
List<T> list = new ArrayList<>();
• 错误2：忽略编译器警告（如未经检查的类型转换）
• 错误3：运行时获取泛型类型（因类型擦除，list.getClass()无法获得String）

四、扩展知识

• 通配符使用：
  List<?>（未知类型）, List<? super Integer>（下限）
• 类型擦除的例外：通过反射可获取方法签名中的泛型信息（如Method.getGenericParameterTypes()）
• 与C#泛型区别：Java泛型无运行时类型信息，C#保留类型参数