关于视频中泛型的理解疑问

张立江

本帖最后由李龙276596456 于 2012-8-17 19:17 编辑

刚才在写日记，不得不反复看视频，其中有个小的疑问：
在2010年Java高新技术中的37_黑马程序员_张孝祥_Java基础加强_泛型的内部原理及更深应用.avi
里有一段代码是：
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
  System.out.println(list.get(0));
}
运行结果是：abc
结果和视频一样，开始我没注意，但是再看的时候，突然想做以下实验：
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
  System.out.println(list.get(0).getClass());
}
发现出错：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
接着实验：
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
  System.out.println(list.get(0).toString());
}
仍然出错：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
不太明白原因，查阅API：
E get(int index) 返回此列表中指定位置上的元素。
跟没说一样，没什么有用的。
查阅源码：
public E get(int index) {
RangeCheck(index);  //检验索引index越界问题，和这个问题无关
return (E) elementData[index];
}
找到了上面异常的原因，因为(E) elementData[index];有一次强转。
但是第一次，也就是视频中的那个例子是怎么出来的？
请求各位高手能够给予详细的解答

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日记写完
总结发下
泛型是编译器类型擦除
在编译期间，当需要调用这个泛型类的方法时，编译期间编译器会在编写二进制文件即.class文件时用泛型类自身方法的二进制码，即进行一次强转(E) elementData[index]，所以在调用时会有类型转换异常。而不需要调用方法时，执行的时候也只是按最原始（和非JDK1.5泛型的一样），没有类型转换，该怎么样怎么样，所以没有转换异常。另外在代码System.out.println(list.get(0));，根据实验发现，它会编译期间做判断，如果泛型类是String类型则不做类型转换直接输出，如果不是则认为是Object类型需要使用toString方法打印，其实原理是调用不同的方法一个为：println(Object x)，另一个为：println(String x)。使用println(Object x)方法它并不是在编译期间调用泛型类的toString的二进制码，而在运行期间调用实际类自己的toString方法，有点类似于多态，以Object为父类，调用子类实际的方法；总结：泛型类如果不是String时，则编译时按照参数为Object的方法进行编译，然后运行期间多态调用子类的toString方法，正常执行；泛型类如果是String时，编译时按照参数为String的方法进行编译，然后运行期间直接打印，但是实际类型不是String，则抛出转换异常。以上仅为个人猜想，期待大家的交流。

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朱云坤发表于 2012-8-17 21:53
http://bbs.itheima.com/thread-13280-1-1.html 大家看下这个帖子就明白了。。。

感谢

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苑占丽发表于 2012-8-17 21:08
我刚才也试了，一下，确实很诡异，按理第一个能出来，那么当泛型参数是String，Integer类型的应该也能出 ...

问题已解决

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李龙276596456 发表于 2012-8-17 23:21
我还是有些不是很明白
1.S.O.P是什么？
2.为什么猜测要用String参数的方法，还要强转呢？

.class文件中System.out.println方法用的参数类型是String,但是实际参数不是，所以就会报异常了，谢谢

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陈淑飞发表于 2012-8-17 22:51
D呵呵，前面没怎么看情况，问题。

现在研究了下你上面这段代码，再结合相关的资料。

首先感谢陈淑飞童鞋交流经验
我对自己的结论又有了不少改进
泛型是编译器类型擦除
在编译期间，当需要调用这个泛型类的方法时，编译期间编译器会在编写二进制文件即.class文件时用泛型类自身方法的二进制码，所以在调用时会有类型转换异常，实际为陈淑飞童鞋提到的((Integer)list.get(0))，先进行了一次强转，
在代码System.out.println(list.get(0));，根据实验发现，它会编译期间做判断，如果是String类型则不做类型转换，如果不是则进行类型转换，它并不是在编译期间调用泛型类的toString的二进制码，个人猜测可能仅仅做了一个要转换的标志，而在运行期间调用实际类自己的toString方法，
实际为陈淑飞童鞋提到的System.out.println调用的是不同的方法，一个为：println(Object x)，另一个为：println(String x)
再次感谢陈淑飞童鞋

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陈淑飞发表于 2012-8-17 22:51
D呵呵，前面没怎么看情况，问题。

现在研究了下你上面这段代码，再结合相关的资料。

我还是有些不是很明白
1.S.O.P是什么？
2.为什么猜测要用String参数的方法，还要强转呢？
“调用println中的String参数的方法，所以它又帮你加个 ‘蜜糖’(又先把list.get(0)前面加了个强转的(String)了”

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本帖最后由李龙276596456 于 2012-8-17 23:11 编辑

朱云坤发表于 2012-8-17 21:53
http://bbs.itheima.com/thread-13280-1-1.html 大家看下这个帖子就明白了。。。

感谢你给我的链接，给我启发比较大。
但是帖子的解释却不能解释这个例子
3.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
  System.out.println(list.get(0).toString());
}
仍然出错：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)

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原理很简单，就是上面说的：
泛型是编译器类型擦除
在编译期间，当需要调用这个泛型类的方法时，编译期间编译器会在编写二进制文件即.class文件时用泛型类自身方法的二进制码，所以在调用时会有类型转换异常，而不需要调用方法时，，执行的时候也只是按最原始（和非JDK1.5泛型的一样），没有类型转换，，该怎么样怎么样，所以没有异常，另外在代码System.out.println(list.get(0));，根据实验发现，它会编译期间做判断，如果是String类型则不做类型转换，如果不是则进行类型转换，它并不是在编译期间调用泛型类的toString的二级制码，个人猜测可能仅仅做了一个要转换的标志，而在运行期间调用实际类自己的toString方法，以上仅为个人猜想，期待大家的交流。

陈淑飞 · 陈淑飞

李龙276596456 发表于 2012-8-17 22:50
17.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, Illeg ...

哥们，不用再作实验了。这个问题就是编译器干的 ‘好事’。
从编译器给的 ‘蜜糖’ 角度来分析，就可以分析出，哪里会报异常，哪里会正常运行。

陈淑飞 · 陈淑飞

李龙276596456 发表于 2012-8-17 22:03
先贴上我做的实验，大家就明白了，原理楼下讲
1.
public static void main(String[] args) throws IllegalA ...

D呵呵，前面没怎么看情况，问题。

现在研究了下你上面这段代码，再结合相关的资料。
我可以得出泛型，ArrayList<类名A> list，之类的。能够成功的比如能：类名A  对象a = list.get(0);的，
都是编译器给的蜜糖，其实上面的代码，经过编译器编译时，会自动帮你加上强转代码即：
类名A  对象a = (类名名)list.get(0);  没有泛型时，强转操作都是编码人员完成的。现有泛型，编译器就能干这个活了。

接下来再来上面的8个示例吧：
示例1 :

1.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
System.out.println(list.get(0));
}

泛型定义的是Integer。而我们知道System.out.println方法可以接受Object。那么这里编译器知道list.get(0)是Integer，那么就不强转了，因为Integer也是一个Object。
2. 第二段代码中
System.out.println(list.get(0).getClass()); 其实编译器给list.get(0)前面强制加上了(Integer)。list.get(0).getClass(); 被编译器编成了 ((Integer)list.get(0)).getClass()。此时必须报错呢。
3.与上面的一样，在list.get(0)前面被插入强转代码。
4.

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, 123);
System.out.println(list.get(0));

:
其实这里，虽然list.get(0)后，没有调用如toString或getClass()代码，但是ArrayList被泛型String时，调用S.O.P方法，此方法是可以接受String的，所以编译器会默认成用S.O.P(list.get(0))时，是猜你用调用println中的String参数的方法，所以它又帮你加个 ‘蜜糖’(又先把list.get(0)前面加了个强转的(String)了)，这个蜜糖就'有毒'了。

5、6. 示例，不解释，看了前面的解释，还不明白的话，自己baidu吧。
7、8 示例：同理，编译器发现 list.get(0)后面继承跟着方法调用代码，所以就也加上了个‘带毒的蜜糖给你’

黑马__李龙 · 黑马__李龙

17.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Object());
System.out.println(list.get(0));
}
异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Object cannot be cast to java.lang.String
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
18.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Game());
System.out.println(list.get(0));
}
异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: cn.leo.Game cannot be cast to java.lang.String
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
19.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Game> list = new ArrayList<Game>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Object());
System.out.println(list.get(0));
}
正常打印：java.lang.Object@4a5ab2
20.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Game> list = new ArrayList<Game>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Integer(1));
System.out.println(list.get(0));
}
正常打印：1

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9.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
   List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
   list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "123");
   System.out.println(list.get(0).getClass());
}
异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
10.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Object> list = new ArrayList<Object>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Object());
System.out.println(list.get(0));
}
正常：
打印：java.lang.Object@1888759
11.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Object());
System.out.println(list.get(0));
}
正常打印出：java.lang.Object@4a5ab2
12.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Integer(1));
System.out.println(list.get(0));
}
正常打印出：1
13.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Long(1));
System.out.println(list.get(0));
}
正常打印出：1
14.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Long(1));
System.out.println(list.get(0).getClass());
}
异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Long cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
15.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Game());
System.out.println(list.get(0));
}
正常打印：cn.leo.Game@6e1408
16.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, new Game());
System.out.println(list.get(0).getClass());
}
异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: cn.leo.Game cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)

黑马__李龙 · 黑马__李龙

先贴上我做的实验，大家就明白了，原理楼下讲
1.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
  System.out.println(list.get(0));
}
运行结果是：abc
和视频一样，
2.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
  System.out.println(list.get(0).getClass());
}
发现出错：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
3.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
  List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
  System.out.println(list.get(0).toString());
}
仍然出错：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
4.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
            List<String> list = new ArrayList<String>();
            list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, 123);
            System.out.println(list.get(0));
      }

抛出异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
      at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
5.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
   List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
   list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
   list.get(0);
}
正常
6.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, 123);
list.get(0);
}
正常
7.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
   List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
   list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "abc");
   list.get(0).toString();
}
异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)
8.
public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, SecurityException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, 123);
list.get(0).toString();
}
异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
at cn.leo.Game.main(Game.java:31)

朱云坤 · 朱云坤

http://bbs.itheima.com/thread-13280-1-1.html 大家看下这个帖子就明白了。。。

苑占丽 · 苑占丽

李龙276596456 发表于 2012-8-17 21:03
我想问的问题仅仅是
但是第一次，也就是视频中的那个例子是怎么出来的？
即视频上的例子为什么会打印出来 ...

我刚才也试了，一下，确实很诡异，按理第一个能出来，那么当泛型参数是String，Integer类型的应该也能出来结果呀。真是郁闷了，，，求解啊。

黑马__李龙 · 黑马__李龙

我的问题不是泛型可以用反射放进去，而是取出来时的处理，
我的问题见上一楼

黑马__李龙 · 黑马__李龙

陈淑飞发表于 2012-8-17 20:18
程序运行这两语是没有问题的，因为是使用反射方法调用add方法，此时调用进来的方法中并不存在泛型类型了( ...

我想问的问题仅仅是
但是第一次，也就是视频中的那个例子是怎么出来的？
即视频上的例子为什么会打印出来结果，而其他的都在报错？

苑占丽 · 苑占丽

陈淑飞发表于 2012-8-17 20:18
程序运行这两语是没有问题的，因为是使用反射方法调用add方法，此时调用进来的方法中并不存在泛型类型了( ...

可是为什么当定义泛型为public static void main(String[] args) throws Exception {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

   list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, 123);
   System.out.println(list.get(0));
   }时，不能得到123呢。按照类型擦除原理，123是应该能存进去，并得到的啊

陈淑飞 · 陈淑飞

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, 123);

程序运行这两语是没有问题的，因为是使用反射方法调用add方法，此时调用进来的方法中并不存在泛型类型了(泛型类型在编译后，进行了类型擦除。而反射调用方法是从编译器编译后的Calss文件，加载调用进来生成Class对象，使用此Class 对象获取的add方法，本身就没有限制类型了，只要是Object就可以)。这点与直接调用 add有区别。
因为不是通过反射调用add时，在编译阶段，编译器就能检查出来，add进来的不是Integer，根本就不会让你编译通过。

而运行第三条语句， list.get(0)，此是编译器知道你是要返回一个Integer，因为前面定义了泛型。而实际运行期间，在调用ArrayList的get方法时，由于此时正常的调用get方法，泛型发挥作为，JVM会将get出来的Object结果，强转成Integer，但实际0号位置是String对象，那么就没法把String对象强转成Integer了。

所以只要你程序只出来一个get(0)，或者remov(0)时，都是有问题的。因为会在方法返回时，会把返回的Object强转成Integer，实际内容又是String。
但是用无返回值的方法如size(),clear()，或add时都没有问题的，其它调用get或remove时也没有问题，只要在确认调用ger或remove的不是0元素就可以了。

关于反射的泛型类型擦除，要是还不怎么懂的话，百度吧。我的解释也没有大师专业呢。共同学习。

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关于视频中泛型的理解疑问

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