java泛型程序设计——翻译泛型表达式+翻译泛型方法

【0】README

0.1） 本文描述+源代码均转自 core java volume 1，旨在理解 java泛型程序设计的 翻译泛型表达式+翻译泛型方法 的知识；

【1】翻译泛型表达式

1.1）当程序调用泛型方法时，如果擦除了泛型返回类型，编译器插入类型转换；

1.1.1）看个荔枝：

Pair<Employee> buddies = ...
Employee buddy = buddies.getFirst();

擦除getFirst的返回类型后将返回Object类型。 编译器自动插入 Employee 的强制类型转换。
也就是说，编译器吧这个方法调用翻译为两条虚拟机指令（Commands）：
- C1）对原始方法 Pair.getFirst 的调用；
- C2）将返回的Object类型强制转换为 Employee 类型；

1.2）当存取一个泛型域时也要插入强制类型转换。

1.2.1）假设 Pair 类的first 域和 second 域都是公有的（这不是种好的编程风格，但在java语法中，这是合法的）。
表达式： Employee buddy = buddies.first; 也会在结果字节码中插入强制类型转换；

【2】翻译泛型方法

2.1）类型擦除也会出现在泛型方法中。

public static <T extends Comparable> T min(T[] a)：是一个完整的方法族；

2.1.1）擦除类型后，只剩下一个方法：

public static Comparable min(Comparable[] a)

注意， 类型参数T 已经被擦除了，只留下了限定类型 Comparable；

2.2）方法擦除带来了两个复杂问题。

2.2.1）看个荔枝：

class DateInterval extends Pair<Date>
{public void setSecond(Date second){if(second.compareTo(getFirst()) >= 0)super.setSecond(second);}
}

对以上代码的分析（Analysis）：

A1）上述类的类型变量擦除后，为

class DateInterval extends Pair // after erasure
{public void setSecond(Date second){if(second.compareTo(getFirst()) >=0)super.setSecond(second);}
}

A2）令人感到奇怪的是，存在另一个从Pair 继承的setSecond方法，即

public void setSecond(Object second)

这里写图片描述

Attention）此时要注意， DateInterval内部应该是重写了 Pair的 setSecond方法，结果擦除类型参数后，就不是重写了，破坏了类的多态性；

A3）它们显然不是同一种方法，因为有不同的类型参数，一个是Object ，而另一个是 Date；（这里是干货）
A4）然而不应该不一样，考虑下面的语句序列：

DateInterval interval = new DateInterval();
Pair<Date> pair = interval; // OK--assignment to superclass
pair.setSecond(aDate); // "那这条语句调用哪个 setSecond方法呢？ 是 setSecond(Object) 还是 setSecond（Date） 呢？"

A5）这里，希望对setSecond 的调用具有多态性，并调用最合适的那个方法。由于pair 引用DateInterval 对象，所以应该调用 DateInterval.setSecond;
A6）出现的问题：在于类型擦除与多态发生了冲突，确实，如上面的Attention所说，变量类型擦除破坏了类的多态性；
A7）解决方法：就需要编译器在 DateInterval 类中生成一个桥方法（bridge method）：

public void setSecond(Object second) //这里就调用了 重写的 父类 DateInterval(Object)
{setSecond((Date)second)}

2.3）上述引入了桥方法：要想了解他的工作过程，跟踪下列语句 pair.setSecond(aDate);

2.3.1）变量pair 已经说明为类型 Pair ，并且这个类型只有一个简单的方法叫做 setSecond，即 setSecond（Object）；
2.3.2）虚拟机用 pair 引用的对象调用这个方法： 这个对象是 DateInterval 类型的，因而将会调用 DateInterval.setSecond(Object) 方法；
2.3.3）这个方法是合成的桥方法： 它调用 DateInterval.setSecond(Date)方法，在正是我们想要的；

2.4）桥方法也可以变得很奇怪，如 DateInterval 方法覆盖了 getSecond()方法：

class DateInterval extends Pair<ate>
{public Date getSecond() {return (Date) super.getSecond().clone();}    
}

对以上代码的分析（Analysis）：

A1）在擦除的过程中，有两个getSecond方法：
- A1.1） Date getSecond() // defined in DateInterval
- A1.2） Object getSecond() // overrides the method defined in Pair to call the first method
A2）不能这样编写代码（因为具有相同参数的两个方法是不合法的，他们都没有参数）。
A3）但在虚拟机中，用参数类型和返回类型确定一个方法，因此，编译器可能产生两个仅返回类型不同的方法字节码，虚拟机能够正确处理这个情况；
Annotation）
A1）桥方法不仅用于泛型类型；还有，在一个方法覆盖另一个方法时可以指定一个更严格的返回类型：

public class Employee implements Clonealbe
{public Employee clone() throws CloneNotSupportedException() {}
}

对以上代码的分析（Analysis）：

A1） Object.clone 和 Employee.clone 方法被说成具有协变的返回类型；（具有协变的返回类型）
A2）实际上， Employee 类有两个克隆方法（Methods）：
- M1） Employee clone()；// defined above
- M2） Object clone() ； // synthesized bridge method, overrides Object.clone;
A3）合成的桥方法调用了新定义的方法；

Conclusion）总之，需要记住有关java泛型转换的事实：