Java 泛型與 foreach 底層原理：Iterator 類型推導

現象

聲明 ArrayList list 可 foreach 遍歷；去掉泛型 ArrayList list 則編譯報錯：incompatible types: Object cannot be converted to String。

底層原理：foreach 編譯器展開

// 源碼
for (String s : list) { ... }

// 編譯器生成 (JDK 5+)
Iterator it = list.iterator(); // 泛型情況：Iterator
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next(); // 直接賦值，無需強轉
    ...
}

// 無泛型情況
Iterator it = list.iterator(); // 原始類型 Iterator
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next(); // 編譯錯誤：it.next() 返回 Object
    // 必須手動強轉：String s = (String) it.next();
}

泛型的三大作用

類型擦除補充

• 運行時泛型信息被擦除，List 和 List 同一個 Class 對象。
• 但編譯器在字節碼中插入 **隱式強轉** (checkcast)，保證類型安全。
• 因此 foreach 無泛型時，編譯器看到 Iterator (原始類型)，next() 簽名為 Object，拒絕賦值給 String。

最佳實踐

1. **始終使用泛型**：new ArrayList() 或鑽石操作符 new ArrayList<>()。
2. 避免原始類型：List list = new ArrayList() 會丟失類型檢查。
3. 通配符 / 處理協變/逆變場景。

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