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Java中数组的转型和范型


[摘要]本文主要是对Java中数组的转型和范型的讲解,希望对大家学习Java中数组的转型和范型有所帮助。

    今天写代码遇到一个奇怪的问题,具体代码不贴出了,出一个简化的版本。例如下面代码:

    ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();

    String strings[]=(String [])list.toArray();

    这样写代码个人觉得应该没什么问题,编译也没有问题。可是具体运行的时候报异常,如下:Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object;

    但是你这么写是没有问题的:

    ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();

    String strings[]=new String[list.size()];

    for(int i=0,j=list.size();i<j;i++){ strings[i]=list.get(i);

    }

    对于这个现象我们可以这么解释。Java中允许向上和向下转型,但是这个转型是否成功是根据Java虚拟机中这个对象的类型来实现的。Java虚拟机中保存了每个对象的类型。而数组也是一个对象。数组的类型是[Ljava.lang.Object。把[Ljava.lang.Object转换成[Ljava.lang.String是显然不可能的事情,因为在这个是一个向下转型,而虚拟机只保存了这是一个Object的数组,不能保证数组中的元素是String的,所以这个转型不能成功。数组里面的元素只是元素的引用,不是存储的具体元素,所以数组中元素的类型还是保存在Java虚拟机中的。

    根据上面的解释,我们可以把这个问题归纳到下面这个模型。

    Object objs[]=new Object[10];

    String strs[]=(String[])objs;

    这样子和刚才上面编译错误是一样的。如果我们把修改一下这个代码,如下:

    String strs[]=new String[10];

    Object objs[]=strs;

    这样子就可以编译通过了。所以这个问题我们可以归结为一个Java转型规则的一个问题。下面谈一下Java数组对范型的支持问题。

    JDK5中已经有了对范型的支持,这样可以保证在集合和Map中的数据类型的安全,可是List的toArray方法返回的竟然是Object []让我很迷惑。个人感觉应该可以根据范型,直接返回相应的T []。仔细看了一下JDK的源码发现List转化为array有两个方法:

    public Object[] toArray();

    这个方法把List中的全部元素返回一个相同大小的数组,数组中的所有元素都为Object类型。

    public <T> T[] toArray(T[] a);

    这个方法把List中的全部元素返回一个相同大小的数组,数组中的所有元素都为T类型。

    List如此设计是因为Java编译器不允许我们new范型数组。也就是说你不能这么定义一个数组:

    T arr=new T[size];

    但是你却可以用T[]来表示数组,而且可以把数组强制转化为T[]的。比如List中的public <T> T[] toArray(T[] a)是这么实现的:

    public <T> T[] toArray(T[] a) {

    if (a.length < size) a = (T[])java.lang.reflect.Array. newInstance(a.getClass().getComponentType(), size);

    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);

    if (a.length > size)

    a[size] = null;

    return a;

    }

    从上面代码中可以看到,你必须通过反射来创建这个数组,因为你不知道这个数组的类型。a.getClass().getComponentType()方法是取得一个数组元素的类型。



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