Why don't Java Generics support primitive types?

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3个答案

Java泛型不支持基本数据类型（基元类型），如 int、float、double 等，原因主要有以下几点：

兼容性考虑：Java泛型是在Java 5中引入的，为了保持向后兼容性，泛型的设计需要与之前的Java版本代码无缝协作。如果泛型支持基本数据类型，那么存在将旧代码转换为使用泛型的可能性和风险，会涉及到大量的改动，这可能会破坏现有的代码库和二进制兼容性。
类型擦除：Java的泛型是通过类型擦除来实现的。这意味着泛型类型信息在编译后是被擦除的，只留下原始类型。例如，ArrayList<Integer> 和 ArrayList<String> 在编译后都变成了 ArrayList。基本数据类型无法成为原始类型的替代品，因为他们不是对象。
自动装箱和拆箱：Java提供了自动装箱（autoboxing）和拆箱（unboxing）机制，可以在基本数据类型和它们的包装类之间自动转换。例如，int 和 Integer 之间、double 和 Double 之间可以自动转换。因此，Java程序员可以使用泛型且不需要担心基本数据类型，只需使用对应的包装类即可。
性能问题：如果泛型直接支持基本数据类型，可能会引入性能问题。考虑到泛型的类型擦除特性，支持基本类型可能需要额外的机制来保持类型安全，这可能会影响到性能。装箱和拆箱过程虽然也会带来性能损耗，但在大多数情况下，这种损耗是可以接受的。

举个例子，假设我们想要存储大量的 int 类型数据到一个列表中。如果采用泛型列表 ArrayList<Integer>，每个 int 值都会被自动装箱成 Integer 对象，这会消耗更多的内存，并且在访问时需要拆箱，这会增加处理的时间。尽管如此，程序员仍然可以享受到泛型带来的类型安全和代码复用的好处。

总结起来，Java泛型不支持基本数据类型是因为历史原因、设计决策和性能考量的综合结果。虽然这在某些情况下可能会导致效率低下，但它确保了Java泛型的平滑引入并与旧版本代码的兼容。Java泛型不支持基元（primitive）类型，例如int、long、float等，主要是因为泛型是在Java 5中引入的，为了提供更广泛的类型兼容性和类型安全，而且它是基于类型擦除的实现。下面我将详细说明这个设计决策背后的原因：

自动装箱与拆箱（Autoboxing and Unboxing）：Java提供自动装箱与拆箱机制，可以在基元类型和它们对应的包装类之间自动转换，例如int和Integer，double和Double等。使用泛型时，可以使用这些包装类而不是基元类型。这样，泛型就可以用来处理所有对象，而不仅仅是特定的基元类型。
类型擦除（Type Erasure）：为了保持向后兼容性，Java的泛型实现使用了类型擦除。这意味着泛型类型参数在编译时会被擦除，并替换为它们的边界或Object。因此，在编译后的Java字节码中，泛型类和方法实际上并不持有关于泛型参数的具体类型信息。如果泛型支持基元类型，类型擦除将变得复杂，因为基元类型和对象类型需要不同的存储和操作指令。
避免性能开销：如果泛型支持基元类型，那么每次使用基元类型作为泛型参数时，Java虚拟机（JVM）都需要为每种基元类型创建专门的类型版本，这将导致性能开销和资源消耗。而通过使用包装类，可以避免这种额外开销，因为JVM只需处理对象引用。
集合框架的一致性：Java集合框架设计为仅存储对象，不存储基元类型。如果泛型允许基元类型，将违反集合框架的这一基本原则，同时带来潜在的混乱和不一致性。

例如，假设我们有一个要处理数字的泛型类Box<T>：

java
public class Box<T> {
    private T t;

    public void set(T t) {
        this.t = t;
    }

    public T get() {
        return t;
    }
}

在当前的Java设计中，我们无法直接使用Box<int>或Box<double>。但是，我们可以使用Box<Integer>或Box<Double>：

java
Box<Integer> integerBox = new Box<>();
integerBox.set(10); // 自动装箱，int 转换为 Integer
int intValue = integerBox.get(); // 自动拆箱，Integer 转换为 int

在这种情况下，自动装箱和拆箱为我们在使用集合和泛型时提供了方便，虽然这会带来一些性能开销，但通常情况下这种开销是可以接受的。

2024年6月29日 12:07 回复

Java泛型不支持基本数据类型（基元类型），如 int、float、double 等，原因主要有以下几点：

兼容性考虑：Java泛型是在Java 5中引入的，为了保持向后兼容性，泛型的设计需要与之前的Java版本代码无缝协作。如果泛型支持基本数据类型，那么存在将旧代码转换为使用泛型的可能性和风险，会涉及到大量的改动，这可能会破坏现有的代码库和二进制兼容性。
类型擦除：Java的泛型是通过类型擦除来实现的。这意味着泛型类型信息在编译后是被擦除的，只留下原始类型。例如，ArrayList<Integer> 和 ArrayList<String> 在编译后都变成了 ArrayList。基本数据类型无法成为原始类型的替代品，因为他们不是对象。
自动装箱和拆箱：Java提供了自动装箱（autoboxing）和拆箱（unboxing）机制，可以在基本数据类型和它们的包装类之间自动转换。例如，int 和 Integer 之间、double 和 Double 之间可以自动转换。因此，Java程序员可以使用泛型且不需要担心基本数据类型，只需使用对应的包装类即可。
性能问题：如果泛型直接支持基本数据类型，可能会引入性能问题。考虑到泛型的类型擦除特性，支持基本类型可能需要额外的机制来保持类型安全，这可能会影响到性能。装箱和拆箱过程虽然也会带来性能损耗，但在大多数情况下，这种损耗是可以接受的。

总结起来，Java泛型不支持基本数据类型是因为历史原因、设计决策和性能考量的综合结果。虽然这在某些情况下可能会导致效率低下，但它确保了Java泛型的平滑引入并与旧版本代码的兼容。

2024年6月29日 12:07 回复

Java泛型不支持基本数据类型（基元类型），如 int、float、double 等，原因主要有以下几点：

兼容性考虑：Java泛型是在Java 5中引入的，为了保持向后兼容性，泛型的设计需要与之前的Java版本代码无缝协作。如果泛型支持基本数据类型，那么存在将旧代码转换为使用泛型的可能性和风险，会涉及到大量的改动，这可能会破坏现有的代码库和二进制兼容性。
类型擦除：Java的泛型是通过类型擦除来实现的。这意味着泛型类型信息在编译后是被擦除的，只留下原始类型。例如，ArrayList<Integer> 和 ArrayList<String> 在编译后都变成了 ArrayList。基本数据类型无法成为原始类型的替代品，因为他们不是对象。
自动装箱和拆箱：Java提供了自动装箱（autoboxing）和拆箱（unboxing）机制，可以在基本数据类型和它们的包装类之间自动转换。例如，int 和 Integer 之间、double 和 Double 之间可以自动转换。因此，Java程序员可以使用泛型且不需要担心基本数据类型，只需使用对应的包装类即可。
性能问题：如果泛型直接支持基本数据类型，可能会引入性能问题。考虑到泛型的类型擦除特性，支持基本类型可能需要额外的机制来保持类型安全，这可能会影响到性能。装箱和拆箱过程虽然也会带来性能损耗，但在大多数情况下，这种损耗是可以接受的。

总结起来，Java泛型不支持基本数据类型是因为历史原因、设计决策和性能考量的综合结果。虽然这在某些情况下可能会导致效率低下，但它确保了Java泛型的平滑引入并与旧版本代码的兼容。 Java泛型不支持基元（primitive）类型，例如int、long、float等，主要是因为泛型是在Java 5中引入的，为了提供更广泛的类型兼容性和类型安全，而且它是基于类型擦除的实现。下面我将详细说明这个设计决策背后的原因：

自动装箱与拆箱（Autoboxing and Unboxing）：Java提供自动装箱与拆箱机制，可以在基元类型和它们对应的包装类之间自动转换，例如int和Integer，double和Double等。使用泛型时，可以使用这些包装类而不是基元类型。这样，泛型就可以用来处理所有对象，而不仅仅是特定的基元类型。
类型擦除（Type Erasure）：为了保持向后兼容性，Java的泛型实现使用了类型擦除。这意味着泛型类型参数在编译时会被擦除，并替换为它们的边界或Object。因此，在编译后的Java字节码中，泛型类和方法实际上并不持有关于泛型参数的具体类型信息。如果泛型支持基元类型，类型擦除将变得复杂，因为基元类型和对象类型需要不同的存储和操作指令。
避免性能开销：如果泛型支持基元类型，那么每次使用基元类型作为泛型参数时，Java虚拟机（JVM）都需要为每种基元类型创建专门的类型版本，这将导致性能开销和资源消耗。而通过使用包装类，可以避免这种额外开销，因为JVM只需处理对象引用。
集合框架的一致性：Java集合框架设计为仅存储对象，不存储基元类型。如果泛型允许基元类型，将违反集合框架的这一基本原则，同时带来潜在的混乱和不一致性。

例如，假设我们有一个要处理数字的泛型类Box<T>：

java
public class Box<T> {
    private T t;

    public void set(T t) {
        this.t = t;
    }

    public T get() {
        return t;
    }
}

在当前的Java设计中，我们无法直接使用Box<int>或Box<double>。但是，我们可以使用Box<Integer>或Box<Double>：

java
Box<Integer> integerBox = new Box<>();
integerBox.set(10); // 自动装箱，int 转换为 Integer
int intValue = integerBox.get(); // 自动拆箱，Integer 转换为 int

在这种情况下，自动装箱和拆箱为我们在使用集合和泛型时提供了方便，虽然这会带来一些性能开销，但通常情况下这种开销是可以接受的。

2024年6月29日 12:07 回复

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