Dev Blog

Стирання типів і його наслідки ​

Стирання типів і згенеровані мости ​

Компілятор перевіряє generics, а для виконання JVM переважно стирає аргументи типів. Необмежений T замінюється на Object, обмежений – на першу межу. У місці використання компілятор може вставити приведення до очікуваного типу.

Рис. 9.4. Перевірений вихідний контракт компілюється зі стертим типом і приведенням у викликачі.

Інформація про generic-сигнатуру може залишатися в метаданих class-файла для інструментів і рефлексії. Це не означає, що кожен екземпляр ArrayList<String> має runtime-перевірку кожного елемента за String. Розрізняйте опис декларації і фактичний тип значення в довільному контейнері.

Bridge-методи підтримують поліморфне перевизначення після стирання. Наприклад, клас із Comparable<Student> реалізує compareTo(Student), а компілятор може додати міст compareTo(Object), який виконує приведення й викликає типізований метод. Це деталь згенерованого коду, яку не потрібно вручну дублювати у звичайному класі.

Javap показує стерті сигнатури та вставлені приведення.

Рис. 9.5. Javap показує стерті сигнатури та вставлені приведення.

Команда javap -c -p показує інструкції й приватні члени. Для подробиць прапорців bridge/synthetic використовують javap -v. Згенеровані назви локальних елементів можуть змінюватися між версіями компілятора; перевіряти слід зміст сигнатур і перевірок, а не випадковий номер у constant pool.

Обмеження узагальнень ​

Не можна створити new T(), оскільки стертий тип не визначає конструктор. Замість цього передають фабрику або інший явно типізований механізм створення. new T[] також не дозволено: масив має знати runtime-тип компонентів, а generics його стирає.

Статичне поле не може мати тип параметра екземпляра класу: статична область одна для всіх параметризацій. Box<String> і Box<Integer> не отримують окремі копії static-поля. Статичний метод може оголосити власний незалежний <T>.

Не можна перевантажити два методи лише як List<String> і List<Integer>, якщо після стирання сигнатури збігаються. Виберіть різні імена або інший набір параметрів. Узагальнений клас також не може бути прямим чи непрямим підкласом Throwable. Типізований результат помилки краще виразити окремою моделлю.

Перевірка довільного Object через instanceof List<String> не доводить параметризацію й не є загальним доступним тестом. instanceof List<?> перевіряє зовнішній контейнер. Новіші правила мови дозволяють окремі перевірки параметризованих типів, коли потрібну сумісність уже доведено статично; це не дозволяє перевірити довільний вміст списку за один крок.

Приклад 4. Стек на масиві ​

Масив є внутрішнім сховищем, яке ніколи не повертається клієнту. Усі записи проходять через push(E), тому не порушують елементний контракт. Це дозволяє локалізувати неперевірене приведення під час створення сховища та пояснити його інваріант.

java
import java.util.Arrays;
import java.util.NoSuchElementException;
import java.util.Objects;

public class Main {
    static final class Stack<E> {
        private E[] elements;
        private int size;

        @SuppressWarnings("unchecked")
        Stack(int capacity) {
            if (capacity < 1) {
                throw new IllegalArgumentException("capacity");
            }
            elements = (E[]) new Object[capacity];
        }

        void push(E value) {
            Objects.requireNonNull(value);
            if (size == elements.length) {
                int capacity = Math.multiplyExact(size, 2);
                elements = Arrays.copyOf(elements, capacity);
            }
            elements[size++] = value;
        }

        E pop() {
            if (size == 0) throw new NoSuchElementException("empty");
            int index = --size;
            E value = elements[index];
            elements[index] = null;
            return value;
        }

        int size() { return size; }
    }

    public static void main(String[] args) {
        var values = new Stack<String>(1);
        values.push("first");
        values.push("second");
        System.out.println(values.pop());
        System.out.println(values.pop());
        System.out.println(values.size());
        try {
            values.pop();
        } catch (NoSuchElementException error) {
            System.out.println(error.getMessage());
        }
    }
}
text
second
first
0
empty

Занулення вилученої комірки прибирає зайве сильне посилання на об’єкт. Без нього масив міг би утримувати значення після логічного вилучення зі стека. Лічильник змінюється лише після перевірки порожнечі. Додавання з подвоєнням місткості має амортизовану O(1) складність, хоча окреме розширення копіює O(n).

Приведений масив фактично залишається Object[], а не String[]. Якщо віддати його клієнту як E[], зовнішнє приведення може завершитися помилкою. Тому API повертає окремі E, а не внутрішній масив. Альтернатива – зберігати Object[] і локалізувати приведення в операції читання.