为什么不能用 Java 实现泛型数组？ [复制]答案

【问题标题】：Why couldn't arrays of generics be implemented in Java? [duplicate]为什么不能用 Java 实现泛型数组？ [复制]
【发布时间】：2017-10-19 00:31:45
【问题描述】：

Java 使用类型擦除

据我了解，new ArrayList<String>() 被转换为它的原始类型，并且使用了很多语法糖来假装这个 Object 的 ArrayList 的行为就像一个 String 的 ArrayList。 Java 将此称为类型擦除。

例如

这是我用 Java 写的：

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> stringList = new ArrayList<>();
    stringList.add("foo");
    String s = stringList.get(0);
}

当我反编译字节码时，我得到了这个：

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> stringList = new ArrayList();
    stringList.add("foo");
    String s = (String)stringList.get(0);
}

因此

为什么new T[] 不能自动转换为(T[]) new Object[]，使用编译器为类型擦除而提取的相同"shtick"？

请不要向我推荐这个问题：What's the reason I can't create generic array types in Java? 特别是这条评论：

问题比那个答案中指出的更深，所以进一步需要进行调查。正如你所说，类型信息被删除并进入编译后的代码我们在两种泛型类型之间没有区别——我们只 have 是基本类型 - 那么为什么要使用 T[] - 编译为 Object[]。在这种情况下一切都会好起来的——数组会记住它是用对象类型，并允许保存所有类型。然而对于我来说真正的问题是数组是协变的，这意味着 Animal[] 可以是分配给Object[]。另一方面，泛型不是ArrayList<Animal> 不能分配给ArrayList<Object>

因为这个逻辑是有缺陷的！

这里有两个过程。

编译器对ArrayList<String>强制“人工”不变性。
编译器将Object 转换为T。

再次，为什么不能在 Java 中使用构成所有泛型的简单语法糖来实现泛型数组，同时保持数组的正常协方差？

【问题讨论】：

标签： java arrays generics

【解决方案1】：

类型安全可以通过两种方式强制执行：在运行时或编译时。

数组在运行时强制执行：

Object[] array = new Integer[1];
array[0] = "";
// ArrayStoreException!

泛型在编译时强制执行：

List<Object> list1 = new ArrayList<Integer>();
// does not compile!

List<? extends Object> list2 = new ArrayList<Integer>();
list2.add(1);
// does not compile!

因为T[]是一个数组，它必须是协变的，但是由于类型擦除，没有办法在运行时检查类型，如下例所示：

Object[] array = (T[])new Object[1];
array[0] = 1;

由于在运行时array 实际上是类型为Object[]，因此无论T 碰巧是什么，这段代码都将编译和运行而不会出错。这会导致heap pollution，这通常会导致您的代码在某些不可预测的地方或时间失败，从而难以诊断和修复。因此发出警告。

【讨论】：

【解决方案2】：

这段代码抛出异常：

static <T> T[] newArray() {
    return (T[]) new Object[0];
}
static {
    // throws ClassCastException,
    // because Object[] is not a String[].
    String[] a = newArray();
}

这是因为String[] 和Object[] 在运行时实际上有不同的类型。（这与泛型不同：例如，List<String> 和 List<Object> 具有相同的类。）

根据您的建议，newArray 方法将如下所示：

static <T> T[] newArray() {
    return new T[0];
}

这显然不是错误的，但确实如此。我认为这种变化只会导致更多的混乱，而实际收益却很少。

可以想象，它们可能完全改变了数组的工作方式，因此它们只有编译时子类型，并且在运行时都只是Object[]。不过，这将是一个相当大的变化，并且会破坏旧代码。

就个人而言，我认为他们应该只添加一个通用的class Array<E>，它的用途与通用数组相同。一开始就真的需要一个是非常罕见的。

【讨论】：