Java：ジェネリック型からクラスリテラルを取得するにはどうすればよいですか？

Question

通常、私は人々がこのようなクラスリテラルを使用するのを見てきました：

Class<Foo> cls = Foo.class;

しかし、型がジェネリックである場合、たとえばリスト？これは正常に機能しますが、Listをパラメーター化する必要があるため、警告があります。

Class<List> cls = List.class

それでは、なぜ<?>を追加しませんか？さて、これは型の不一致エラーを引き起こします：

Class<List<?>> cls = List.class

私はこのようなものがうまくいくと考えましたが、これは単なる昔ながらの構文エラーです：

Class<List<Foo>> cls = List<Foo>.class

Class<List<Foo>>を静的に取得するにはどうすればよいですか。クラスリテラルを使用していますか？

I could@SuppressWarnings("unchecked")を使用して、最初の例Class<List> cls = List.classのパラメーター化されていないListの使用に起因する警告を取り除きますが、私はむしろそうしません。

助言がありますか？

Answer 1

type erasure が原因ではありません。

Javaジェネリックは、オブジェクトキャストの構文上の砂糖にすぎません。実証するには：

List<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
List<String> list2 = (List<String>)list1;
list2.add("foo"); // perfectly legal

実行時にジェネリック型情報が保持される唯一のインスタンスは、リフレクションを介してクラスのメンバーに問い合わせる場合に Field.getGenericType() を使用する場合です。

これがすべて Object.getClass() にこのシグネチャがある理由です：

public final native Class<?> getClass();

重要な部分はClass<?>です。

別の言い方をすれば、 Java Generics FAQ から：

具体的なパラメーター化された型のクラスリテラルがないのはなぜですか？

パラメータ化された型には正確なランタイム型表現がないためです。

クラスリテラルは、特定の型を表すClassオブジェクトを示します。たとえば、クラスリテラルString.classは、タイプClassを表すStringオブジェクトを示し、メソッドClassが返されるときに返されるgetClassオブジェクトと同一です。 Stringオブジェクトで呼び出されます。クラスリテラルは、実行時の型チェックとリフレクションに使用できます。

パラメーター化された型は、型消去と呼ばれるプロセスでのコンパイル中にバイトコードに変換されると、型引数を失います。型消去の副作用として、ジェネリック型のすべてのインスタンス化は、同じランタイム表現、つまり対応するraw型のインスタンス化を共有します。言い換えれば、パラメーター化された型には、独自の型表現がありません。そのため、List<String>.class、List<Long>.class、およびList<?>.classなどのクラスリテラルを形成しても、そのようなClassオブジェクトは存在しないため、意味がありません。生のタイプListのみが、そのランタイムタイプを表すClassオブジェクトを持っています。 List.classと呼ばれます。

Answer 2

パラメーター化された型にはクラスリテラルはありませんが、これらの型を正しく定義するTypeオブジェクトがあります。

Java.lang.reflect.ParameterizedTypeを参照してください- http://Java.Sun.com/j2se/1.5.0/docs/api/Java/lang/reflect/ParameterizedType.html

GoogleのGsonライブラリは、単純にパラメーター化された型を生成できるTypeTokenクラスを定義し、それを使用して、複雑なパラメーター化された型を持つjsonオブジェクトを汎用的な方法で指定します。あなたの例では次を使用します：

Type typeOfListOfFoo = new TypeToken<List<Foo>>(){}.getType()

TypeTokenクラスとGsonクラスjavadocへのリンクを投稿するつもりでしたが、Stack Overflowでは新しいユーザーなので複数のリンクを投稿できません。Google検索を使用して簡単に見つけることができます

Answer 3

ダブルキャストで管理できます：

@SuppressWarnings("unchecked") Class<List<Foo>> cls = (Class<List<Foo>>)(Object)List.class

Answer 4

Cletusの答えを説明するために、実行時にジェネリック型のすべてのレコードが削除されます。ジェネリックはコンパイラでのみ処理され、追加の型安全性を提供するために使用されます。これらは、コンパイラが型キャストを適切な場所に挿入できるようにするための実際の略記です。たとえば、以前は次のことを行う必要がありました。

List x = new ArrayList();
x.add(new SomeClass());
Iterator i = x.iterator();
SomeClass z = (SomeClass) i.next();

になる

List<SomeClass> x = new ArrayList<SomeClass>();
x.add(new SomeClass());
Iterator<SomeClass> i = x.iterator();
SomeClass z = i.next();

これにより、コンパイラーはコンパイル時にコードをチェックできますが、実行時にはまだ最初の例のように見えます。

Answer 5

よくわかっているように、それは消去されます。ただし、型がクラス階層で明示的に言及されている状況では、それを知ることができます。

import Java.lang.reflect.*;
import Java.util.ArrayList;
import Java.util.Arrays;
import Java.util.LinkedHashMap;
import Java.util.Map;
import Java.util.stream.Collectors;

public abstract class CaptureType<T> {
    /**
     * {@link Java.lang.reflect.Type} object of the corresponding generic type. This method is useful to obtain every kind of information (including annotations) of the generic type.
     *
     * @return Type object. null if type could not be obtained (This happens in case of generic type whose information cant be obtained using Reflection). Please refer documentation of {@link com.types.CaptureType}
     */
    public Type getTypeParam() {
        Class<?> bottom = getClass();
        Map<TypeVariable<?>, Type> reifyMap = new LinkedHashMap<>();

        for (; ; ) {
            Type genericSuper = bottom.getGenericSuperclass();
            if (!(genericSuper instanceof Class)) {
                ParameterizedType generic = (ParameterizedType) genericSuper;
                Class<?> actualClaz = (Class<?>) generic.getRawType();
                TypeVariable<? extends Class<?>>[] typeParameters = actualClaz.getTypeParameters();
                Type[] reified = generic.getActualTypeArguments();
                assert (typeParameters.length != 0);
                for (int i = 0; i < typeParameters.length; i++) {
                    reifyMap.put(typeParameters[i], reified[i]);
                }
            }

            if (bottom.getSuperclass().equals(CaptureType.class)) {
                bottom = bottom.getSuperclass();
                break;
            }
            bottom = bottom.getSuperclass();
        }

        TypeVariable<?> var = bottom.getTypeParameters()[0];
        while (true) {
            Type type = reifyMap.get(var);
            if (type instanceof TypeVariable) {
                var = (TypeVariable<?>) type;
            } else {
                return type;
            }
        }
    }

    /**
     * Returns the raw type of the generic type.
     * <p>For example in case of {@code CaptureType<String>}, it would return {@code Class<String>}</p>
     * For more comprehensive examples, go through javadocs of {@link com.types.CaptureType}
     *
     * @return Class object
     * @throws Java.lang.RuntimeException If the type information cant be obtained. Refer documentation of {@link com.types.CaptureType}
     * @see com.types.CaptureType
     */
    public Class<T> getRawType() {
        Type typeParam = getTypeParam();
        if (typeParam != null)
            return getClass(typeParam);
        else throw new RuntimeException("Could not obtain type information");
    }


    /**
     * Gets the {@link Java.lang.Class} object of the argument type.
     * <p>If the type is an {@link Java.lang.reflect.ParameterizedType}, then it returns its {@link Java.lang.reflect.ParameterizedType#getRawType()}</p>
     *
     * @param type The type
     * @param <A>  type of class object expected
     * @return The Class<A> object of the type
     * @throws Java.lang.RuntimeException If the type is a {@link Java.lang.reflect.TypeVariable}. In such cases, it is impossible to obtain the Class object
     */
    public static <A> Class<A> getClass(Type type) {
        if (type instanceof GenericArrayType) {
            Type componentType = ((GenericArrayType) type).getGenericComponentType();
            Class<?> componentClass = getClass(componentType);
            if (componentClass != null) {
                return (Class<A>) Array.newInstance(componentClass, 0).getClass();
            } else throw new UnsupportedOperationException("Unknown class: " + type.getClass());
        } else if (type instanceof Class) {
            Class claz = (Class) type;
            return claz;
        } else if (type instanceof ParameterizedType) {
            return getClass(((ParameterizedType) type).getRawType());
        } else if (type instanceof TypeVariable) {
            throw new RuntimeException("The type signature is erased. The type class cant be known by using reflection");
        } else throw new UnsupportedOperationException("Unknown class: " + type.getClass());
    }

    /**
     * This method is the preferred method of usage in case of complex generic types.
     * <p>It returns {@link com.types.TypeADT} object which contains nested information of the type parameters</p>
     *
     * @return TypeADT object
     * @throws Java.lang.RuntimeException If the type information cant be obtained. Refer documentation of {@link com.types.CaptureType}
     */
    public TypeADT getParamADT() {
        return recursiveADT(getTypeParam());
    }

    private TypeADT recursiveADT(Type type) {
        if (type instanceof Class) {
            return new TypeADT((Class<?>) type, null);
        } else if (type instanceof ParameterizedType) {
            ArrayList<TypeADT> generic = new ArrayList<>();
            ParameterizedType type1 = (ParameterizedType) type;
            return new TypeADT((Class<?>) type1.getRawType(),
                    Arrays.stream(type1.getActualTypeArguments()).map(x -> recursiveADT(x)).collect(Collectors.toList()));
        } else throw new UnsupportedOperationException();
    }

}

public class TypeADT {
    private final Class<?> reify;
    private final List<TypeADT> parametrized;

    TypeADT(Class<?> reify, List<TypeADT> parametrized) {
        this.reify = reify;
        this.parametrized = parametrized;
    }

    public Class<?> getRawType() {
        return reify;
    }

    public List<TypeADT> getParameters() {
        return parametrized;
    }
}

そして今、あなたは次のようなことをすることができます：

static void test1() {
        CaptureType<String> t1 = new CaptureType<String>() {
        };
        equals(t1.getRawType(), String.class);
    }

    static void test2() {
        CaptureType<List<String>> t1 = new CaptureType<List<String>>() {
        };
        equals(t1.getRawType(), List.class);
        equals(t1.getParamADT().getParameters().get(0).getRawType(), String.class);
    }


    private static void test3() {
            CaptureType<List<List<String>>> t1 = new CaptureType<List<List<String>>>() {
            };
            equals(t1.getParamADT().getRawType(), List.class);
        equals(t1.getParamADT().getParameters().get(0).getRawType(), List.class);
    }

    static class Test4 extends CaptureType<List<String>> {
    }

    static void test4() {
        Test4 test4 = new Test4();
        equals(test4.getParamADT().getRawType(), List.class);
    }

    static class PreTest5<S> extends CaptureType<Integer> {
    }

    static class Test5 extends PreTest5<Integer> {
    }

    static void test5() {
        Test5 test5 = new Test5();
        equals(test5.getTypeParam(), Integer.class);
    }

    static class PreTest6<S> extends CaptureType<S> {
    }

    static class Test6 extends PreTest6<Integer> {
    }

    static void test6() {
        Test6 test6 = new Test6();
        equals(test6.getTypeParam(), Integer.class);
    }



    class X<T> extends CaptureType<T> {
    }

    class Y<A, B> extends X<B> {
    }

    class Z<Q> extends Y<Q, Map<Integer, List<List<List<Integer>>>>> {
    }

    void test7(){
        Z<String> z = new Z<>();
        TypeADT param = z.getParamADT();
        equals(param.getRawType(), Map.class);
        List<TypeADT> parameters = param.getParameters();
        equals(parameters.get(0).getRawType(), Integer.class);
        equals(parameters.get(1).getRawType(), List.class);
        equals(parameters.get(1).getParameters().get(0).getRawType(), List.class);
        equals(parameters.get(1).getParameters().get(0).getParameters().get(0).getRawType(), List.class);
        equals(parameters.get(1).getParameters().get(0).getParameters().get(0).getParameters().get(0).getRawType(), Integer.class);
    }




    static void test8() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        CaptureType<int[]> type = new CaptureType<int[]>() {
        };
        equals(type.getRawType(), int[].class);
    }

    static void test9(){
        CaptureType<String[]> type = new CaptureType<String[]>() {
        };
        equals(type.getRawType(), String[].class);
    }

    static class SomeClass<T> extends CaptureType<T>{}
    static void test10(){
        SomeClass<String> claz = new SomeClass<>();
        try{
            claz.getRawType();
            throw new RuntimeException("Shouldnt come here");
        }catch (RuntimeException ex){

        }
    }

    static void equals(Object a, Object b) {
        if (!a.equals(b)) {
            throw new RuntimeException("Test failed. " + a + " != " + b);
        }
    }

詳細 こちら 。ただし、次の項目を取得することはほぼ不可能です。

class SomeClass<T> extends CaptureType<T>{}
SomeClass<String> claz = new SomeClass<>();

消去される場所。

Answer 6

クラスリテラルには一般的な型情報がないという事実が明らかになっているため、すべての警告を取り除くことは不可能だと考えるべきだと思います。ある意味では、Class<Something>を使用することは、ジェネリック型を指定せずにコレクションを使用することと同じです。一番良かったのは：

private <C extends A<C>> List<C> getList(Class<C> cls) {
    List<C> res = new ArrayList<C>();
    // "snip"... some stuff happening in here, using cls
    return res;
}

public <C extends A<C>> List<A<C>> getList() {
    return getList(A.class);
}

Answer 7

ヘルパーメソッドを使用して、クラス全体で@SuppressWarnings("unchecked")を削除できます。

@SuppressWarnings("unchecked")
private static <T> Class<T> generify(Class<?> cls) {
    return (Class<T>)cls;
}

その後、書くことができます

Class<List<Foo>> cls = generify(List.class);

他の使用例は

  Class<Map<String, Integer>> cls;

  cls = generify(Map.class);

  cls = TheClass.<Map<String, Integer>>generify(Map.class);

  funWithTypeParam(generify(Map.class));

public void funWithTypeParam(Class<Map<String, Integer>> cls) {
}

しかし、それはめったに役に立たず、メソッドの使用はコンパイラの型チェックを無効にするため、一般にアクセスできる場所に実装することはお勧めしません。

Answer 8

Java Generics FAQ したがって、クレタスの answer はClass<List<T>>を持つことに意味がないように聞こえますが、実際の問題はこれが非常に危険であることです：

@SuppressWarnings("unchecked")
Class<List<String>> stringListClass = (Class<List<String>>) (Class<?>) List.class;

List<Integer> intList = new ArrayList<>();
intList.add(1);
List<String> stringList = stringListClass.cast(intList);
// Surprise!
String firstElement = stringList.get(0);

cast()により、安全であるかのように見えますが、実際にはまったく安全ではありません。

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List<?>.class = Class<List<?>>が存在できない場所は取得できませんが、Classのジェネリック型に基づいて型を決定するメソッドがある場合、これは非常に役立つためです。引数。

getClass()には JDK-6184881 ワイルドカードを使用するように切り替える要求がありますが、以前のコードとの互換性がないため（この変更はすぐに実行されるようには見えません） このコメント ）。