类型推断、重载与桥方法

1) 类型推断(Type Inference)

1.1 Java 的推断(JDK 8+)

  • 变量/菱形:目标类型参与推断
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Map<String, Integer> m = new HashMap<>(); // <> 由左侧推断
  • 泛型方法:从实参 & 目标类型同时推断类型形参 <T,...>
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static <T> T id(T x) { return x; }
Integer a = id(1);                // T := Integer
Number  b = id(1);                // 目标类型作用:T := Number(可向上)
  • 最小上界(LUB) :混合实参取公共父型
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var x = List.of(1, 2.0); // List<Number> ? 不是。JDK 选择 LUB:List<Serializable & Comparable<?> & Number>
  • Lambda/方法引用的"目标类型"
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void f(Predicate<String> p) {}
void f(Comparator<String> c) {}
f(s -> s.isEmpty());              // 需要目标类型才能决定是哪个 f;否则二义性
list.sort(String::compareToIgnoreCase); // 方法引用同理
  • 通配符捕获(capture)辅助推断:把 List<?> 交给私有辅助方法 ,让编译器"捕获"到确切 T。

1.2 Kotlin 的推断

  • 局部/属性推断:val x = 1 → Int;函数返回可推断则省略返回类型(顶层公共函数建议显式写)。
  • 函数/泛型 :从实参 + 期望类型(expected type)共同推断
kotlin 复制代码
fun <T> id(x: T): T = x
val a: Number = id(1)           // 期望类型驱动 T := Number
  • Lambda 参数类型:由目标函数类型反向推断:list.map { s -> s.length } 中 s:String。

  • Builder/上下文推断("builder inference"):buildList { add(1); add(2) } 体内的 add 反推 List。

  • 协/逆变影响:List 读、MutableList 写;投影会限制你能否写入,从而影响推断空间。


2) 重载(Overload Resolution)

2.1 Java 的匹配顺序(简化记忆)

适用性最具体tie-breaker

  1. 适用性:能用"方法调用转换"把实参转成形参(包含原始/装箱/拆箱/可变参)。
  2. 最具体:形参类型更"窄"的优先。
  3. 决胜顺序 (大致):精确匹配 > 基本类型扩展 > 装箱/拆箱 > varargs
scss 复制代码
void f(int) {}
void f(Integer) {}
f(1);       // 选 f(int)
f(Integer.valueOf(1)); // 选 f(Integer)
void g(long) {}
void g(Integer) {}
g(1);       // 选 g(long)(原始拓宽优于装箱)
  • 返回类型不参与重载决议(必要条件:参数列表不同)。

  • Lambda/方法引用常见二义性 :两个重载都接受函数式接口时,必须加显式目标类型或强转

2.2 Kotlin 的匹配规则要点

  • 参数列表不同才构成重载(返回类型同样不参与)。
  • 默认参数/命名实参 :同一函数会在 JVM 生成若干合成重载(@JvmOverloads 可控),可能与手写重载冲突。
  • 扩展函数 vs 成员函数:成员优先于扩展;同名扩展按可见范围/导入优先。
  • SAM 转换 :传 Lambda 到 Java 方法的两种函数式接口重载也会二义;需加类型标注或命名参数 disambiguate。

3) 桥方法(Bridge Method)

3.1 是什么 & 为什么需要

编译器生成的 synthetic + bridge 方法,用来在 泛型擦除协变返回类型 场景下维持 多态一致性与二进制兼容 。JVM 判定"重写"依赖方法签名 (参数类型 + 名称;返回类型也参与匹配规则),泛型擦除可能让子类的方法不再匹配父类声明;桥方法用来"补一层适配"。

典型例子 1:泛型参数擦除导致的方法签名不匹配

csharp 复制代码
interface Cmp<T> { int compareTo(T o); }          // 擦除后:compareTo(Object)
final class Money implements Cmp<Money> {
  public int compareTo(Money o) { ... }           // 这行并不匹配 compareTo(Object)
  // 编译器生成桥:
  public /*bridge*/ int compareTo(Object o) {
    return compareTo((Money)o);
  }
}

典型例子 2:协变返回(子类返回更具体)

scala 复制代码
class A { A clone() {...} }
class B extends A { @Override B clone() {...} }   // 允许的协变返回
// 某些组合(含泛型)下为保持二进制兼容也会生成 bridge

你能在 javap -v 或 IDE 反编译里看到 ACC_BRIDGE, ACC_SYNTHETIC 标志的方法。

3.2 Kotlin 也会生成 bridge

  • 覆盖 协变返回带泛型的重写 、以及 接口默认方法 等情况,字节码同样会出现桥方法,保证从 Java 调用时行为一致。

4) 三者如何互相影响(高频坑位)

  1. 推断 × 重载

    • Lambda/方法引用要靠"目标类型"推断;两个可行重载 都能接收 Lambda 时 → 二义性
    • 解决:显式类型实参目标类型强转 、或为 Lambda 参数/返回标注类型
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void h(Function<String,Integer> f) {}
void h(Predicate<String> p) {}
h(s -> 1);                // 二义 → 强转:h((Function<String,Integer>) (s -> 1));
  1. bridge × 重载

    • bridge 只为保证"重写"一致性,不参与你写的重载选择 ;但反编译时看到多一个同名方法别误以为是你定义的重载。
  2. Kotlin 默认参数 × 重载 × SAM

    • @JvmOverloads 生成的 JVM 重载容易与已有 Java 重载冲突。
    • 同一函数既有默认参数又想接 Lambda(SAM)时,建议不混搭或显式区分函数名。
  3. 通配符/投影影响推断

    • List<? extends T>/MutableList 基本只读,写入受限会让推断失败;必要时引入中间变量/显式类型帮助推断。

5) 可抄用示例

5.1 Java:安全的 copy(PECS + 推断)

scss 复制代码
static <T> void copy(List<? super T> dst, List<? extends T> src) {
  for (T e : src) dst.add(e);
}
List<Number> dst = new ArrayList<>();
List<Integer> src = List.of(1,2,3);
copy(dst, src);      // T 推断为 Integer

5.2 Java:Lambda 二义性消歧

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void f(Predicate<String> p) {}
void f(Function<String,Integer> g) {}

f((Predicate<String>) s -> true);     // 或:
f(((Function<String,Integer>) s -> s.length()));

5.3 Kotlin:Builder 推断 + 显式期望类型

scss 复制代码
val xs = buildList { add(1); add(2) }             // List<Int>
val ys: MutableList<Number> = buildList {         // 期望类型驱动为 Number
  add(1); add(2.0)
}

5.4 Kotlin/Java:观察桥方法(简化)

csharp 复制代码
interface Box<T> { T get(); }
class StrBox implements Box<String> {
  public String get() { return "x"; }
  // 编译器生成:
  public /*bridge*/ Object get() { return get(); }
}

6) 排坑清单

  • Java 返回类型不参与重载;Kotlin 也一样(少数场景会借助"期望类型"挑选,但声明上仍需参数差异)。
  • Lambda/方法引用造成的重载二义性 :加 强转/类型参数/命名参数 消歧。
  • 看到 bridge 不要手动写;那是编译器为多态/擦除兜底生成的。
  • Kotlin 暴露给 Java 的 API:留意 @JvmOverloads/@JvmName/@JvmWildcard,避免重载/通配冲突。
  • 泛型推断失败就显式 :、as T(Kotlin 慎用)、或引入具名临时变量承载期望类型。
  • 反编译时"多出来的方法"先看标志位:bridge, synthetic 即为编译器生成。

一句话总结

类型推断 让你少写类型;重载 决定"同名不同参"选谁;桥方法 保证"擦除后仍能正确重写"。碰到 Lambda/泛型时,这三者会相互作用:先用期望类型显式标注 把推断稳定下来,再让重载选择清晰,余下交给编译器生成的 bridge 去维护多态一致性与二进制兼容。

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