Java复习之范型相关类型擦除

// 泛型类，T 是类型参数
class Box<T> {
    private T content; // 用 T 定义变量类型

    public void setContent(T content) { // 用 T 定义方法参数类型
        this.content = content;
    }

    public T getContent() { // 用 T 定义返回值类型
        return content;
    }
}

验证

复制代码

// T 被替换为 String，盒子只能存字符串
Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.setContent("Hello"); 
String str = stringBox.getContent(); // 无需强制类型转换

// T 被替换为 Integer，盒子只能存整数
Box<Integer> intBox = new Box<>();
intBox.setContent(123);
int num = intBox.getContent();

上下届限定符

< ? extends T > 指的是上界通配符指的是泛型中的类必须为当前类或为当前类的子类

< ? super T> 指的是下界通配符指的是泛型中的类必须为当前类或为当前类的父类

List<Object> 和 List<?>的区别

List<?> 是一个未知类型的 List，而 List<Object> 其实是任意类型的 List。

你可以把 List<String>, List<Integer>赋值给 List<?>，却不能把 List<String>赋值给 List<Object>。

List<Object> 和 List 的区别

List 叫原始类型

在编译的时候编译器不会对原始类型进行类型安全检查却会对带参数的类型进行检查

通过 Object 作为类型我们可以告诉编译器该方法可以接受任意类型的对象

你可以把任何带参数的类型传递给原始类型 List，但却不能把 List<String>传递给接受 List<Object>的方法，因为会产生编译错误。

类型擦除

< ? extends T > 指的是上界通配符指的是范型中的类必须为当前类或为当前类的子类

泛型与编译的关系

Java 泛型是一个编译器层面存在的语法糖所有逻辑只会在编译期间完成运行时不会保留泛型信息

要理解泛型在编译时的差异（尤其是 List<Object> 和 List<?>），核心在于 编译器如何处理类型信息 。Java 泛型的核心机制是 类型擦除（Type Erasure），但擦除前后的编译检查逻辑才是差异的关键。

一、先明确：泛型的"编译时核心作用"

Java 泛型本质是 编译器的语法糖 ，它的所有逻辑（类型检查、转换）都在 编译阶段 完成，运行时不会保留泛型参数信息（类型擦除）。

编译器的核心任务是：在编译时确保"泛型操作的类型安全" ，避免运行时出现 ClassCastException。

二、`List<Object>` 和 `List<?>` 在编译时的差异

我们从 类型检查规则 和 类型擦除后的结果 两个角度对比：

1. 类型检查规则：编译器如何判断"操作是否合法"？

编译器对 List<Object> 和 List<?> 的检查逻辑完全不同，这直接导致了两者的使用限制差异。

（1）`List<Object>` 的编译检查：明确允许"所有 Object 及其子类"

List<Object> 中的泛型参数 <Object> 是一个 明确的类型，编译器知道：

这个集合"声明为存放 Object 类型"（由于所有类都是 Object 的子类，所以实际可以放任何对象）。
因此，对 List<Object> 的操作，只要符合"元素是 Object 或其子类"，就被允许。

具体表现：

添加元素 ：可以添加任何类型（因为任何对象都能向上转型为 Object）。
编译器会检查添加的元素是否能转型为 Object（显然都能），所以允许：

List<Object> objList = new ArrayList<>();
objList.add("hello"); // 合法：String → Object 转型安全
objList.add(123); // 合法：Integer → Object 转型安全
接收赋值 ：只能接收 List<Object> 类型。
因为 List<String> 和 List<Object> 没有继承关系（即使 String 是 Object 的子类，List<String> 也不是 List<Object> 的子类），编译器会阻止这种赋值：

List<String> strList = new ArrayList<>();
List<Object> objList = strList; // 编译错误：类型不兼容

（编译器会认为：List<String> 只能存 String，而 List<Object> 可以存任何对象，若允许赋值，可能导致 objList.add(123) 破坏 strList 的类型安全。）

（2）`List<?>` 的编译检查："未知类型"导致的严格限制

List<?> 中的 ? 表示 未知类型（可以是任何类型，但编译器不知道具体是哪一种）。编译器为了保证类型安全，会对其操作做严格限制：

添加元素 ：几乎禁止添加任何具体类型（除了 null）。
因为编译器不知道 ? 代表什么类型，假设添加 String，但实际 List<?> 可能是 List<Integer>（此时添加 String 会出错）；同理添加任何类型都可能不安全。因此编译器直接禁止：

List<?> anyList = new ArrayList<String>();
anyList.add("hello"); // 编译错误：无法确定 ? 是否接受 String
anyList.add(null); // 合法：null 可以是任何类型
接收赋值 ：可以接收任何泛型 List（如 List<String>、List<Integer>）。
因为 List<?> 表示"某种未知类型的 List"，而 List<String> 本质上是"String 类型的 List"，属于"未知类型"的一种可能，因此允许赋值：

List<String> strList = new ArrayList<>();
List<?> anyList = strList; // 合法：strList 是"某种具体类型的 List"，符合 ? 的定义
获取元素 ：获取的元素只能被当作 Object 处理。
因为编译器不知道 ? 是什么类型，只能确定它一定是 Object 的子类（Java 中所有类都继承 Object），所以获取元素时会自动向上转型为 Object：

List<?> anyList = new ArrayList<String>();
Object obj = anyList.get(0); // 合法：无论 ? 是什么类型，都能转成 Object
String str = anyList.get(0); // 编译错误：无法确定 ? 是 String

2. 类型擦除后的差异：编译后泛型信息如何消失？

Java 泛型在编译后会进行 类型擦除 ：泛型参数会被替换为"原始类型"，同时添加必要的类型转换代码。
List<Object> 和 List<?> 擦除后的结果不同：

List<Object> 擦除后 → List（原始类型），但保留了"元素是 Object"的隐含信息（因为擦除前明确是 Object）。
例如：

List<Object> list = new ArrayList<>();
list.add("hello"); // 擦除后：add(Object obj)，参数自动转型为 Object
Object obj = list.get(0); // 擦除后：get() 返回 Object，无需额外转换
List<?> 擦除后 → 也是 List（原始类型），但由于 ? 是未知类型，编译器会在必要时插入更严格的类型转换检查。
例如：

List<?> anyList = new ArrayList<String>();
Object obj = anyList.get(0); // 擦除后：get() 返回 Object（和上面一样）

（虽然擦除后结果相同，但编译时的检查逻辑完全不同，这才是关键。）

三、总结：编译时差异的核心

|---------|---------------------------|-----------------------------|
| 对比维度 | List<Object> | List<?> |
| 泛型含义 | 明确声明为"存放 Object 类型" | 声明为"存放未知类型"（具体类型不确定） |
| 编译时检查重点 | 确保元素是 Object 或其子类（宽松） | 确保不破坏未知类型的安全性（严格） |
| 允许添加元素 | 任何类型（因都能转 Object） | 几乎不允许（除 null，因未知类型无法匹配） |
| 允许接收的赋值 | 只能是 List<Object> | 任何泛型 List（如 List<String>） |
| 获取元素的类型 | 可直接当作 Object 或向下转型（需显式强转） | 只能当作 Object（无法确定具体类型） |

简单说：List<Object> 在编译时明确"我能存任何东西"，所以操作灵活；List<?> 明确"我不知道能存什么"，所以编译器为了安全，限制了大部分修改操作。这种差异完全是编译器在编译阶段通过类型检查规则实现的，和运行时无关。泛型擦除（Type Erasure）后，<? extends T> 和 <? super T> 的通配符边界信息会被擦除 ，但编译器在编译时基于这些边界执行的类型检查逻辑 ，会转化为运行时的字节码指令（主要是类型转换），间接体现了通配符的约束效果。

简单说：擦除后不会"保留"通配符的边界逻辑，但编译时基于边界做的检查，会通过生成的字节码（如强制转型）在运行时产生类似"遵循边界"的效果。

四、擦除前后的变化

1. `<? extends T>` 的擦除与逻辑体现

编译时 ：<? extends T> 限制"只能读取元素（作为 T 类型），不能添加除 null 外的元素"（因为编译器不知道具体是 T 的哪个子类，添加元素可能破坏类型安全）。
擦除后 ：泛型信息被移除，List<? extends T> 会被擦除为原始类型 List，但编译器会在读取元素时自动插入 (T)强制转型，确保返回值符合 T 类型。示例：

List<? extends Number> numList = new ArrayList<Integer>();
Number n = numList.get(0); // 编译时允许（符合 extends 约束）

擦除后字节码等价于：

复制代码

List numList = new ArrayList(); // 原始类型
Number n = (Number) numList.get(0); // 编译器自动添加 (Number) 转型

这里的转型本质是编译时基于 extends Number边界的保证 ：既然 numList 的元素是 Number 的子类，那么转型为 Number 一定安全。

2. `<? super T>` 的擦除与逻辑体现

编译时 ：<? super T> 限制"可以添加 T 或其子类的元素，但读取元素时只能作为 Object 处理"（因为编译器不知道具体是 T 的哪个父类，读取时无法确定更具体的类型）。
擦除后 ：同样被擦除为原始类型 List，但编译器会在添加元素时检查是否为 T 或其子类（编译时保证），读取时则默认返回 Object（无需转型，或由开发者显式转型）。示例：

List<? super Integer> intList = new ArrayList<Number>();
intList.add(123); // 编译时允许（123 是 Integer 类型，符合 super 约束）
Object obj = intList.get(0); // 编译时只能作为 Object 接收

擦除后字节码等价于：

复制代码

List intList = new ArrayList(); // 原始类型
intList.add(123); // 编译时已检查 123 是 Integer，允许添加（无转型必要）
Object obj = intList.get(0); // 直接返回 Object（无需转型）

这里的添加操作安全，是因为编译时基于 super Integer边界的保证 ：intList 的元素类型是 Integer 的父类（如 Number、Object），添加 Integer 一定兼容。

五、总结：关键结论

擦除后不保留通配符本身 ：<? extends T> 和 <? super T> 擦除后都会变成原始类型（如 List），边界信息（extends T/super T）不会保留在运行时。
编译时检查转化为运行时转型 ：通配符的边界逻辑主要体现在编译时的类型检查 （如允许/禁止添加元素、确定读取元素的类型），这些检查会转化为运行时的强制转型指令（如 (T)），从而间接实现"遵循边界"的效果。
核心是编译时的安全保证 ：擦除后能"不出错"，本质是编译器在编译阶段已经通过通配符边界排除了不安全的操作（如给 <? extends T> 添加非 null 元素会编译报错），运行时的转型只是"兑现"了编译时的安全承诺。

简单说：通配符的边界逻辑是编译器的"设计规范"，擦除后通过字节码中的转型操作"落地"，最终保证运行时的类型安全。

Java复习之范型相关 类型擦除

<T>是什么意思

上下届限定符

List<Object> 和 List<?>的区别

List<Object> 和 List 的区别

类型擦除

泛型与编译的关系

一、先明确：泛型的"编译时核心作用"

二、List<Object> 和 List<?> 在编译时的差异

1. 类型检查规则：编译器如何判断"操作是否合法"？

（1）List<Object> 的编译检查：明确允许"所有 Object 及其子类"

（2）List<?> 的编译检查："未知类型"导致的严格限制

2. 类型擦除后的差异：编译后泛型信息如何消失？

三、总结：编译时差异的核心

四、擦除前后的变化

1. <? extends T> 的擦除与逻辑体现

2. <? super T> 的擦除与逻辑体现

五、总结：关键结论

Java复习之范型相关类型擦除

二、`List<Object>` 和 `List<?>` 在编译时的差异

（1）`List<Object>` 的编译检查：明确允许"所有 Object 及其子类"

（2）`List<?>` 的编译检查："未知类型"导致的严格限制

1. `<? extends T>` 的擦除与逻辑体现

2. `<? super T>` 的擦除与逻辑体现