泛型、数组和 ClassCastException

arrays java generics classcastexception

2022-09-03 00:42:11

我认为这里一定有什么我不知道的微妙的事情发生。请考虑以下事项：

public class Foo<T> {
  private T[] a = (T[]) new Object[5];

  public Foo() {
    // Add some elements to a
  }

  public T[] getA() {
    return a;
  }
}

假设您的 main 方法包含以下内容：

Foo<Double> f = new Foo<Double>();
Double[] d = f.getA();

你会得到一个与消息不能被强制转换为。CastClassExceptionjava.lang.Objectjava.lang.Double

谁能告诉我为什么？我的理解是，当您尝试将对象强制转换为无法强制转换的类型时，会抛出它。也就是说，对于它不是其实例的子类（引用文档）。例如：ClassCastException

Object o = new Double(3.);
Double d = (Double) o; // Working cast
String s = (String) o; // ClassCastException

看来我能做到。如果只是一个而不是一个数组，我们可以毫无问题地获取并转换它。为什么数组会破坏它？aTT[]a

谢谢。

答案 1

Foo<Double> f = new Foo<Double>();

当您使用此版本的泛型类 Foo 时，对于成员变量，编译器实质上采用以下行：a

private T[] a = (T[]) new Object[5];

并替换为以获取以下内容：TDouble

private Double[] a = (Double[]) new Object[5];

不能从 Object 强制转换为 Double，因此 ClassCastException。

更新和澄清：实际上，在运行一些测试代码之后，ClassCastException比这更微妙。例如，这个main方法可以正常工作，没有任何例外：

public static void main(String[] args) {
    Foo<Double> f = new Foo<Double>();
    System.out.println(f.getA());
}

当您尝试分配给类型的参照时，会出现此问题：f.getA()Double[]

public static void main(String[] args) {
    Foo<Double> f = new Foo<Double>();
    Double[] a2 = f.getA(); // throws ClassCastException
    System.out.println(a2);
}

这是因为有关成员变量的类型信息在运行时被擦除。泛型只在编译时提供类型安全（我在最初的帖子中以某种方式忽略了这一点）。所以问题不在于a

private T[] a = (T[]) new Object[5];

因为在运行时，此代码实际上是

private Object[] a = new Object[5];

当方法的结果（在运行时实际上返回一个）被分配给类型的引用时，就会发生问题 - 此语句会引发ClassCastException，因为对象不能被强制转换为Double。getA()Object[]Double[]

更新2：回答你的最后一个问题“为什么数组会打破这个？答案是因为语言规范不支持泛型数组创建。请参阅此论坛帖子了解更多信息 - 为了向后兼容，对运行时的T类型一无所知。

答案 2

@mattb的解释中可能存在一些小错误。

错误不是

java.lang.Object 不能被强制转换为 java.lang.Double。

是的：

[Ljava.lang.Object; 不能被强制转换为 [Ljava.lang.Double

[L 表示数组。也就是说，错误是对象数组不能强制转换为 Double 数组。这与以下情况相同：

Object[] oarr = new Object[10];
Double[] darr = (Double[]) oarr;

这显然是不允许的。

对于创建类型安全数组的问题，另一种方法是在 init 中排除类对象并使用 Array.newInstance：

import java.lang.reflect.Array;

class Foo<T> {
  private T[] a ;

  public Foo(Class<T> tclass) {
    a = (T[]) Array.newInstance(tclass, 5);
  }

  public T[] getA() {
    return a;
  }

  public static <T> Foo<T> create(Class<T> tclass) {
    return new Foo<T>(tclass);
  }
}

class Array1
{
  public static final void main(final String[] args) {
    Foo<Double> f = Foo.create(Double.class);
    Double[] d = f.getA();
  }


}