Java中是否有内存高效的等效于C unions或C++ std::variant的方案？

问题1解决方案（无需自行实现或引入第三方variant类） #

完全可以实现，核心方案是将原类中obj的泛型类型T改为Object即可，Java的所有引用类型都继承自Object，天然可以兼容你需要的三种存储场景：业务值T、Element实例引用、Integer类型的索引值。

使用时可以通过两种方式区分当前obj存储的内容：

• 如果你能保证业务类型T不会是Element或Integer类型，直接用instanceof关键字判断即可：

// 判断逻辑示例
if (obj instanceof Element) {
    Element target = (Element) obj;
    // 处理Element引用场景
} else if (obj instanceof Integer) {
    int index = (int) obj;
    // 处理索引场景
} else {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T businessVal = (T) obj;
    // 处理正常存储T的场景
}

• 如果T可能和Element/Integer类型重合，你可以复用现有int成员的特殊值做标记，例如预留Integer.MIN_VALUE、Integer.MIN_VALUE+1两个特殊值：
  • 当i == Integer.MIN_VALUE时，obj存储的是Element引用
  • 当i == Integer.MIN_VALUE+1时，obj存储的是索引值
  • 其他情况obj存储的是T类型业务值，i为正常的业务数值

问题2 最高内存效率的实现方案 #

因为你需要创建大量Element实例，优先选择无额外对象开销、不新增类字段的方案：

• 优先直接将Element引用存入obj，不要用索引存储的方式：索引需要包装为Integer对象，超出-128~127缓存范围的Integer会创建新对象，每个Integer对象额外占用16字节左右的内存，大量实例下内存开销非常可观，而直接存储Element引用只是用了原有obj的引用位，没有任何额外对象开销。
• 不要为了做类型标记新增额外的成员字段：Java中每个类的int字段会占用4字节，百万级实例下就会多出数MB的不必要开销，优先用前面提到的复用现有int成员特殊值的方式做标记，完全不需要新增字段。
• 不要用包装类封装obj的类型：任何额外的包装类都会新增对象头开销，远不如直接用Object类型的obj+类型判断/预留标记位的方案效率高。

按照这个方案实现的Element类和你最初定义的类内存占用几乎完全一致，是当前需求下内存效率最高的实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Captain Hatteras