Java foreach 循环中的 ClassCastException答案

【问题标题】：ClassCastException in Java foreach loopJava foreach 循环中的 ClassCastException
【发布时间】：2011-04-22 07:31:33
【问题描述】：

下面代码中什么情况下会出现ClassCastException：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Generics {

    static List getObjects() {
        return Arrays.asList(1, 2, 3);
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = getObjects();
        for (Object o : list) { // ClassCastException?
            System.out.println(o);
        }
    }
}

我们在生产环境中遇到过类似的情况（我知道这是不好的做法），客户在注释行提供了带有 ClassCastException 的日志，但我似乎无法重现它。有什么想法吗？

我知道 JVM 在使用 foreach 时会在后台创建一个迭代器，但它可以在某些情况下创建一个原始迭代器，而在其他情况下创建一个参数化的迭代器吗？

更新：~~我还查看了在 Windows 上生成的字节码，使用 JDK 1.6.0_21-b07 no checkcast 制作完成。有趣:)~~

这里是主要方法：

公共静态无效主（java.lang.String[]）；代码： 0：调用静态#34； //方法getObjects:()Ljava/util/List; 3：astore_1 4：aload_1 5: 调用接口#36, 1; //接口方法 java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator; 10：astore_3 11：转到 28 14：加载_3 15: 调用接口#42, 1; //接口方法 java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object; 20：astore_2 21：获取静态#48； //字段 java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 24：加载_2 25：调用虚拟#54； //方法java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V 28：加载_3 29: 调用接口#60, 1; //接口方法 java/util/Iterator.hasNext:()Z 34：如果 14 37：返回

感谢大家的回答！

更新 2：我被使用 own compiler 的 Eclipse IDE 误导了，所以实际上它上面的字节码是使用 Eclipse 编译器生成的。看here如何用Eclipse手动编译代码。总之，Eclipse 编译器在某些情况下会生成与 Sun 编译器不同的字节码，与平台无关，这里描述的情况是一种。

【问题讨论】：

Java 泛型正在咬你！ ;-)
提示：(1) 使用您可以使用的所有信息 - 异常应该告诉您涉及哪些类，例如java.lang.ClassCastException: XXXX cannot be cast to YYYY。 (2) 行号有时会偏离几行，因此请查看报告行上方和下方的几行，以了解可能的异常来源。
确实，给出确切的信息。
上面的代码是生产代码的模仿，但“翻译”错误是 ClassCastException Integer cannot be cast to String
感谢您发布反汇编。 checkcast 出现在某些编译版本中（我的，Tim 使用 1.6.0_21 时的版本）而不是其他版本（bozho 的，你的），这很有趣……

标签： java generics iterator foreach classcastexception

【解决方案1】：

该代码不应该总是抛出ClassCastException吗？它适用于我使用 Sun Java 6 编译器和运行时（在 Linux 上）。您将Integers 投射为Strings。创建的迭代器将是Iterator<String>，但随后它尝试访问第一个元素，即Integer，因此失败了。

如果你像这样改变你的数组，这会变得更清楚：

return Arrays.asList("one", 2, 3);

现在循环实际上适用于第一个元素，因为第一个元素是String，我们可以看到输出；然后Iterator<String> 在第二个上失败，因为它不是字符串。

如果您只使用通用的List 而不是特定的，您的代码就可以工作：

List list = getObjects();
for (Object o : list) {
    System.out.println(o);
}

...或者，当然，如果你使用List<Integer>，因为内容是Integers。你现在所做的事情会触发编译器警告——Note: Generics.java uses unchecked or unsafe operations.——这是有充分理由的。

此修改也有效：

for (Object o : (List)list)

...大概是因为那时您处理的是Iterator，而不是Iterator<String>。

bozho 说他在 Windows XP 上没有看到这个错误（没有提到哪个编译器和运行时，但我猜是 Sun 的），你说你没有看到它（或不可靠），所以显然这里存在一些实现敏感性，但底线是：不要使用List<String> 与Integers 的List 交互。 :-)

这是我正在编译的文件：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Generics {

    static List getObjects() {
        return Arrays.asList("one", 2, 3);
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = getObjects();
        for (Object o : list) { // ClassCastException?
            System.out.println(o);
        }
    }
}

这是汇编：

tjc@forge:~/temp$ javac Generics.java
注意：Generics.java 使用未经检查或不安全的操作。
注意：使用 -Xlint 重新编译：unchecked for details.

下面是运行：

tjc@forge:~/temp$ java 泛型
一
线程“主”java.lang.ClassCastException 中的异常：java.lang.Integer 无法转换为 java.lang.String
    在Generics.main(Generics.java:12)

第 12 行是 for 语句。请注意，它确实输出了第一个元素，因为我将其更改为 String。它没有输出其他的。（在我做出改变之前，它立即失败了。）

这是我正在使用的编译器：

tjc@forge:~/temp$ which javac
/usr/bin/javac
tjc@forge:~/temp$ ll /usr/bin/javac
lrwxrwxrwx 1 root root 23 2010-09-30 16:37 /usr/bin/javac -> /etc/alternatives/javac*
tjc@forge:~/temp$ ll /etc/alternatives/javac
lrwxrwxrwx 1 root root 33 2010-09-30 16:37 /etc/alternatives/javac -> /usr/lib/jvm/java-6-sun/bin/javac*

这是反汇编，显示checkcast：

tjc@forge:~/temp$ javap -c 泛型
编译自“Generics.java”
公共类泛型扩展 java.lang.Object{
公共泛型（）；
  代码：
   0：aload_0
   1：调用特殊#1； //方法 java/lang/Object."":()V
   4：返回

静态 java.util.List getObjects();
  代码：
   0：iconst_3
   1：新数组#2； //类java/io/Serializable
   4：重复
   5：iconst_0
   6：最不发达国家#3； //字符串一
   8：商店
   9：重复
   10：iconst_1
   11：iconst_2
   12：调用静态#4； //方法 java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
   15：商店
   16：重复
   17：图标st_2
   18：图标st_3
   19：调用静态#4； //方法 java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
   22：商店
   23：调用静态#5； //方法 java/util/Arrays.asList:([Ljava/lang/Object;)Ljava/util/List;
   26：返回

公共静态无效主（java.lang.String[]）；
  代码：
   0：调用静态#6； //方法getObjects:()Ljava/util/List;
   3：astore_1
   4：aload_1
   5：调用接口#7、1； //接口方法 java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
   10：astore_2
   11：加载_2
   12：调用接口#8、1； //接口方法 java/util/Iterator.hasNext:()Z
   17：如果当量 40
   20：aload_2
   21：调用接口#9、1； //接口方法 java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
   26：检查广播#10； //类java/lang/String
   29：astore_3
   30：获取静态#11； //字段 java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   33：加载_3
   34：调用虚拟#12； //方法java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
   37：转到 11
   40：返回

}

同样，底线必须是：不要使用List<String> 与包含不是Strings 的内容的List 交互。 :-)

【讨论】：

字符串部分在运行时丢失（擦除），因此实际上没有发生转换。但是像他那样做是非常错误的。
我运行它并没有抛出异常:), 1.6.0_20, Windows XP
@Bozho：嗯...在 1.6.0_21 上编译（对我来说）插入了一个 checkcast <java/lang/String> 指令，这会导致异常。
这是一个相当有趣的讨论，但我想我们都同意代码有什么问题以及必须修复什么:)
@Bozho: "...但我想我们都同意代码的问题和必须修复的问题" 完全。 :-)

【解决方案2】：

我也无法重现它，但我发现了以下必须纠正的错误：

使getObjects() 返回List<Integer>，而不是原始类型
别指望List<String>，而是List<Integer>
迭代时，循环for (Integer o : list)

【讨论】：

【解决方案3】：

问题是static List getObjects() { 方法返回一个通用（非参数化）List。然后将其分配给List<String>。这一行应该给出一个编译器警告，这应该是一个问题的信号。

【讨论】：

【解决方案4】：

这部分：

List<String> list = getObjects();
for (Object o : list) { // ClassCastException?
    System.out.println(o);
}

将简化为

List<String> list = getObjects();
for (Iterator<String> iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();) {
    Object o = iterator.next();
    System.out.println(o);
}

但Iterator的实现会在调用next()方法时尝试将Iterator发送的内容在String中进行转换。

这就是您拥有 CCE 的原因。

解决方案：

要么在任何地方使用泛型，要么不使用它们，但保持一致非常重要。如果您返回了 List<Integer> 或 List<? super Integer>，您会在编译时看到此问题。

【讨论】：

我想你的意思是Iterator<String>，而不是Iterator<List>。