Java：如何生成类的泛型参数的实例？

朱雀 2023-06-30 09:11 70阅读 0赞

要生成类的泛型类型参数的实例，先要生成类的泛型类型参数的Class对象。比如，对于泛型类Testable<T, S>，它的T、S这两个类型参数的Class对象：Class<T>, Class<S>。

public class Testable<T, S> {
    
      private Class<T> tClazz;
      private Class<S> sClazz;
    
      public Testable() {
      }
    
      public Class<T> getTClazz() {
        return tClazz;
      }
    
      public Class<S> getSClazz() {
        return sClazz;
      }
    }

网上可以找到的一般性的处理方法如下：

测试代码：

public static void doTest() {
        Testable<String, Integer> g = new Testable<String, Integer>();
    
        for (Class<?> typeArgumentClazz : getTypeArgumentClassList(g.getClass())) {
          System.out.println(typeArgumentClazz + " : \t" + typeArgumentClazz.getCanonicalName());
        }
      }

运行后报错：

> Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Class cannot be cast to java.lang.reflect.ParameterizedType

原因是Class.getGenericSuperclass()是去获取泛型父类的Type对象，而Testable<T, S>没有泛型父类，所以报错了。由于JDK中没有类似于Class.getGenericClass()这样的方法，所以只能想别的办法解决这个问题：

> Testable<String, Integer> g = new Testable<String, Integer>() **\{\}**;

加上**\{\}**后，这行代码的意思是创建Testable<String, Integer>()匿名子类，然后创建这个匿名子类的对象，这样对这个匿名子类调用Class.getGenericSuperclass()就不会有问题，因为它的泛型父类就是Testable<T, S>。

public static void doTest() {
      Testable<String, Integer> g = new Testable<String, Integer>(){};
    
      for (Class<?> typeArgumentClazz : getTypeArgumentClassList(g.getClass())) {
        System.out.println(typeArgumentClazz + " : \t" + typeArgumentClazz.getCanonicalName());
      }
    }

代码运行结果：

> class java.lang.String :   java.lang.String  
> class java.lang.Integer :   java.lang.Integer

如果测试代码换成：

public static void doTest() {
      Testable<String, List<?>> g = new Testable<String, List<?>>() {
      };
    
      for (Class<?> typeArgumentClazz : getTypeArgumentClassList(g.getClass())) {
        System.out.println(typeArgumentClazz + " : \t" + typeArgumentClazz.getCanonicalName());
      }
    }

代码报错：

> Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl cannot be cast to java.lang.Class

此报错说明，List<?>对应的Type对象实际上是java.lang.reflect.ParameterizedType，不能直接转化为Class<?>，因此，修改代码如下：

运行结果：

> class java.lang.String :   java.lang.String  
> interface java.util.List :   java.util.List

如果测试代码换成：

public static void doTest() {
      Testable<String, List<?>[]> g = new Testable<String, List<?>[]>() {
      };
    
      for (Class<?> typeArgumentClazz : getTypeArgumentClassList(g.getClass())) {
        System.out.println(typeArgumentClazz + " : \t" + typeArgumentClazz.getCanonicalName());
      }
    }

代码报错：

> Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: sun.reflect.generics.reflectiveObjects.GenericArrayTypeImpl cannot be cast to java.lang.reflect.ParameterizedType

此报错说明，List<?>\[\]对应的Type对象实际上是java.lang.reflect.GenericArrayType不是java.lang.reflect.ParameterizedType，因此，修改代码如下：

public static List<Class<?>> getTypeArgumentClassList(Class<?> genericClass) {
      Type rawType = genericClass.getGenericSuperclass();
      ParameterizedType o = (ParameterizedType) rawType;
    
      Type[] typeArguments = o.getActualTypeArguments();
      List<Class<?>> typeArgumentClassList = new ArrayList<Class<?>>();
    
      for (Type t : typeArguments) {
        Class<?> clazz = null;
    
        if (t instanceof Class<?>) {
          clazz = (Class<?>) t;
        } else if (t instanceof ParameterizedType) {
          Type innerType = ((ParameterizedType) t).getRawType();
          clazz = (Class<?>) innerType;
        } else if (t instanceof GenericArrayType) {
          Type compType = ((GenericArrayType) t).getGenericComponentType();
          Type innerType = ((ParameterizedType) compType).getRawType();
          Class<?> compClazz = (Class<?>) innerType;
    
          clazz = Array.newInstance(compClazz, 0).getClass();
        }
        typeArgumentClassList.add(clazz);
      }
      return typeArgumentClassList;
    }

运行结果：  
class java.lang.String :   java.lang.String  
class \[Ljava.util.List; :   java.util.List\[\]

由于List<?>\[\]是一个数组，它的Class对象的获取可能通过：

> Array.newInstance(compClazz, 0).getClass();

如果测试代码换成：

public static void doTest() {
      Testable<String, List<String>[][]> g = new Testable<String, List<String>[][]>() {
      };
    
      for (Class<?> typeArgumentClazz : getTypeArgumentClassList(g.getClass())) {
        System.out.println(typeArgumentClazz + " : \t" + typeArgumentClazz.getCanonicalName());
      }
    }

代码报错：

> Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: sun.reflect.generics.reflectiveObjects.GenericArrayTypeImpl cannot be cast to java.lang.reflect.ParameterizedType

此报错的原因是，compType实现上是List<String>\[\]对应的Type对象，它还是java.lang.reflect.GenericArrayType不是java.lang.reflect.ParameterizedType，因而还需要再做一次((GenericArrayType) t).getGenericComponentType();  
但如果是Testable<String, List<String>\[\]\[\]\[\]>、Testable<String, List<String>\[\]\[\]\[\]\[\]>、.......，那就不能解决了。对以上代码重构后，提供完整实现如下：

import java.lang.reflect.Array;
    import java.lang.reflect.GenericArrayType;
    import java.lang.reflect.ParameterizedType;
    import java.lang.reflect.Type;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    
    public final class GenericTools {
    
      public static List<Class<?>> getTypeArgumentClassList(Class<?> genericClass) {
        Type rawType = genericClass.getGenericSuperclass();
        if (rawType instanceof Class<?>) {
          return Collections.emptyList();
        }
    
        ParameterizedType o = (ParameterizedType) rawType;
    
        Type[] typeArguments = o.getActualTypeArguments();
        List<Class<?>> typeArgumentClassList = new ArrayList<Class<?>>();
    
        for (Type typeArgument : typeArguments) {
          typeArgumentClassList.add(getTypeArgumentClass(typeArgument));
        }
    
        return typeArgumentClassList;
      }
    
      public static Class<?> getTypeArgumentClass(Type typeArgument) {
        if (typeArgument instanceof Class<?>) {
          return (Class<?>) typeArgument;
        } else if (typeArgument instanceof ParameterizedType) {
          Type innerType = ((ParameterizedType) typeArgument).getRawType();
          return getTypeArgumentClass(innerType);
        } else if (typeArgument instanceof GenericArrayType) {
          Type compType = ((GenericArrayType) typeArgument).getGenericComponentType();
          Class<?> compClazz = getTypeArgumentClass(compType);
    
          if (compClazz != null) {
            return Array.newInstance(compClazz, 0).getClass();
          }
        }
    
        return null;
      }
    ｝

运行结果：

> class java.lang.String :   java.lang.String  
> class \[\[Ljava.util.List; :   java.util.List\[\]\[\]

最终，对Testable<T, S>修改如下：

import java.util.List;
    
    public class Testable<T, S> {
    
      private Class<T> tClazz;
      private Class<S> sClazz;
    
      @SuppressWarnings("unchecked")
      public Testable() {
        List<Class<?>> clazzList = GenericTools.getTypeArgumentClassList(this.getClass());
    
        tClazz = (Class<T>) clazzList.get(0);
        sClazz = (Class<S>) clazzList.get(1);
      }
    
      public Class<T> getTClazz() {
        return tClazz;
      }
    
      public Class<S> getSClazz() {
        return sClazz;
      }
    }

这样就可以获取到T, S两个泛型类型的Class对象，为后续对这些泛型参数实例化提供了条件。

**参考文档**

Java Reflection GenericArrayType Example  
[https://www.javarticles.com/2016/02/java-reflection-genericarraytype-example.html][https_www.javarticles.com_2016_02_java-reflection-genericarraytype-example.html]

How to create a generic array?  
[https://stackoverflow.com/questions/18581002/how-to-create-a-generic-array][https_stackoverflow.com_questions_18581002_how-to-create-a-generic-array]

How to create a generic array in Java?  
[https://stackoverflow.com/questions/529085/how-to-create-a-generic-array-in-java][https_stackoverflow.com_questions_529085_how-to-create-a-generic-array-in-java]

[https_www.javarticles.com_2016_02_java-reflection-genericarraytype-example.html]: https://www.javarticles.com/2016/02/java-reflection-genericarraytype-example.html
[https_stackoverflow.com_questions_18581002_how-to-create-a-generic-array]: https://stackoverflow.com/questions/18581002/how-to-create-a-generic-array
[https_stackoverflow.com_questions_529085_how-to-create-a-generic-array-in-java]: https://stackoverflow.com/questions/529085/how-to-create-a-generic-array-in-java