浅谈Java泛型中的类型擦除以及编程中的典型错误

Java语言内置了泛型机制，使得我们可以使用一种集合对象便可以存储任意类型的对象，但是泛型机制也并不是能够随心所欲的使用的，很多时候我们不正确的使用可能会使我们产生疑惑。比如现在我们想要实现一个类似于ArrayList的数据结构，假设命名为MyArrayList，显而易见的，我们需要在MyArrayList中定义一个数组来存储元素，考虑到MyArrayList应该能够存储任意对象，我们应该把它设置为一个泛型类，如下的代码是显而易见的：

public class MyArrayList<T> {}

那么，数组该怎么定义呢？是使用泛型数组，还是Object类型的数组？

private T[] datas;private Object[] datas;

如果稍不注意，我们可能就会写成泛型数组的形式，但是很可惜，使用泛型数组的做法是错误的，查阅ArrayList源码我们可以发现，Java内部实现如下：

/**     * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.     * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any     * empty ArrayList with elementData == EMPTY_ELEMENTDATA will be expanded to     * DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.     */    private transient Object[] elementData;

我们可以看到ArrayList使用Object[]数组完成数据的存储，如果使用泛型数组，那么在构造器中我们如果写下这样的代码：

datas = new T[10];

IDE会报错，报错信息为：Cannot create a generic array of T

之所以会出现这样的错误，是因为Java的泛型机制中有类型擦除的过程，而这一过程，就是上述报错信息的根源，现在我们来探讨一下类型擦除。在讨论类型擦除之前，我们有必要回顾一下数组。

在Java中，我们可以创建两种类型的数组：基本类型数组，以及自定义类型数组。这两种数组在编译期就会受到严格的类型检查，考虑以下代码：

int[] a = new int[2];a[0] = 1;a[1] = false;

显然这段代码是无法通过编译的，基本类型数组表现出的行为自定义类型数组同样适用，假设现在有一个自定义Shape类，并且创建一个Shape类型的数组，那么在编译时会检查该数组内的元素是否都是Shape类型的。正是因为这样的原因，下面的代码是错误的：

T[] a = new T[]; //如果T在任何地方都没有被定义

因为这样的写法编译器无法在编译时检查a数组内的元素是否属于T类型。现在回到泛型，Java的泛型是通过类型擦除机制实现的，简而言之，如果定义一个ArrayList<Shape>和一个ArrayList<Car>，Java都把它们视为Object，除了Object类的信息全部被擦除了。考虑下面一段代码：

public class A<T> {private T t;public A(T t) {this.t = t;}public void doSomething() {t.f();}}

上述代码中定义了一个泛型类A，然后定义一个类B，B中拥有方法f()；

public class B {public void f() {//dosomething....}}

期望的结果是A持有一个B的对象，然后调用A的doSomething()方法，期待其自动调用B的f()方法，想法很美好，但是实际上这段代码是不能通过的，原因就是因为类型擦除，A虽然是泛型类，但是被擦除成了Object，而Object类中没有f()方法，编译器也无法确定运行时传入的类型对象是否含有f()方法（需要注意的是，如果是C++，上述代码可以是正确的）。

通过以上的分析，我们大致了解了Java泛型中的类型擦除以及带来的潜在编程问题，希望大家看完我的博客能够对泛型和数组有更深刻的了解。这些内容在《Java编程思想》中均有所涉及并且十分详尽，还有疑问可以参考。