Java回顾：编译时类型和运行时类型

一、编译时类型（静态类型）

定义

• 变量在声明时所显式指定的类型，由编译器在编译阶段确定，在编译期就已知且不可变。
• 例如：List<String> list = new ArrayList<>(); 中，list 的编译时类型是 List<String>。

核心作用

1. 类型检查与安全性
   编译器通过编译时类型检查代码是否符合语法规则和类型约束，避免明显的类型错误。
   示例：

   List<String> list = new ArrayList<>();
   list.add(123); // 编译错误：无法将int添加到List<String>
   

   编译器会报错，因为 List<String> 要求只能存储 String 类型元素，而 123 是 int。

2. 确定可调用的方法
   编译时类型决定了变量在编译阶段能调用哪些方法（即该类型的接口或父类中声明的方法）。
   示例：

   Object obj = "Hello"; // 编译时类型是Object
   obj.length(); // 编译错误：Object类中没有length()方法
   

   虽然运行时 obj 是 String 类型（包含 length() 方法），但编译时类型为 Object，编译器不允许调用 length()。

3. 支持泛型与静态多态
   泛型依赖编译时类型实现类型参数的静态检查，确保类型安全。
   示例：

   Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
   map.put("age", "18"); // 编译错误：类型不匹配
   

   泛型参数 String 和 Integer 在编译时确定，避免运行时类型错误。

二、动态运行时类型（动态类型）

定义

• 变量在运行时实际指向的对象类型，由 JVM 在运行阶段确定，可能与编译时类型不同（多态的体现）。
• 例如：List<String> list = new ArrayList<>(); 中，list 的运行时类型是 ArrayList<String>。

核心作用

1. 实现多态（动态绑定）
   通过运行时类型确定具体调用哪个方法的实现（方法重写时），实现 “同一接口，不同实现”。
   示例：

   interface Animal { void speak(); }
   class Dog implements Animal { public void speak() { System.out.println("汪"); } }
   class Cat implements Animal { public void speak() { System.out.println("喵"); } }
   
   Animal animal = new Dog(); // 编译时类型是Animal，运行时类型是Dog
   animal.speak(); // 运行时调用Dog的speak()，输出“汪”
   
   animal = new Cat(); // 运行时类型变为Cat
   animal.speak(); // 运行时调用Cat的speak()，输出“喵”
   

   编译时类型为 Animal，但运行时根据实际对象类型动态决定调用哪个方法。

2. 处理不确定类型的场景
   例如从集合中取出元素时（如 Object obj = list.get(0)），需通过运行时类型判断具体类型。

3. 支持类型转换与反射

• 反射：在运行时获取对象的实际类型，动态调用方法或属性。

Class<?> clazz = animal.getClass(); // 获取运行时类型Dog/Cat

• 向下转型：通过运行时类型判断是否可以安全转型（需结合 instanceof）。

Animal animal = new Dog();
if (animal instanceof Dog) {
    Dog dog = (Dog) animal; // 运行时类型为Dog，转型安全
    dog.bark(); // 调用Dog特有的方法
}