在 Java 中转换为泛型类型不会引发 ClassCastException？答案

【问题标题】：Casting to generic type in Java doesn't raise ClassCastException?在 Java 中转换为泛型类型不会引发 ClassCastException？
【发布时间】：2010-05-04 16:45:36
【问题描述】：

我遇到了一个奇怪的 Java 行为，它看起来像是一个错误。是吗？即使对象不是K 的实例，将对象转换为泛型类型（例如K）也不会抛出ClassCastException。这是一个例子：

import java.util.*;
public final class Test {
  private static<K,V> void addToMap(Map<K,V> map, Object ... vals) {
    for(int i = 0; i < vals.length; i += 2)
      map.put((K)vals[i], (V)vals[i+1]); //Never throws ClassCastException!
  }
  public static void main(String[] args) {
    Map<String,Integer> m = new HashMap<String,Integer>();
    addToMap(m, "hello", "world"); //No exception
    System.out.println(m.get("hello")); //Prints "world", which is NOT an Integer!!
  }
}

更新：感谢 cletus 和 Andrzej Doyle 提供的有用答案。因为我只能接受一个，所以我接受Andrzej Doyle's answer，因为它让我找到了一个我认为还不错的解决方案太。我认为这是在单行中初始化小地图的更好方法。

  /**
   * Creates a map with given keys/values.
   * 
   * @param keysVals Must be a list of alternating key, value, key, value, etc.
   * @throws ClassCastException if provided keys/values are not the proper class.
   * @throws IllegalArgumentException if keysVals has odd length (more keys than values).
   */
  public static<K,V> Map<K,V> build(Class<K> keyClass, Class<V> valClass, Object ... keysVals)
  {
    if(keysVals.length % 2 != 0)
      throw new IllegalArgumentException("Number of keys is greater than number of values.");

    Map<K,V> map = new HashMap<K,V>();
    for(int i = 0; i < keysVals.length; i += 2)
      map.put(keyClass.cast(keysVals[i]), valClass.cast(keysVals[i+1]));

    return map;
  }

然后你这样称呼它：

Map<String,Number> m = MapBuilder.build(String.class, Number.class, "L", 11, "W", 17, "H", 0.001);

【问题讨论】：

标签： java generics casting

【解决方案1】：

Java 泛型使用类型擦除，这意味着这些参数化类型不会在运行时保留，因此这是完全合法的：

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.put("abcd");
List<Integer> list2 = (List<Integer>)list;
list2.add(3);

因为编译后的字节码看起来更像这样：

List list = new ArrayList();
list.put("abcd");
List list2 = list;
list2.add(3); // auto-boxed to new Integer(3)

Java 泛型只是Objects 的语法糖。

【讨论】：

那么，我想没有办法让我的功能按预期工作？我在发布后尝试使用vals[i] instanceof K 和K.class.getName()，但这会产生语法错误。（我猜是因为在运行时并没有真正的K...）

【解决方案2】：

正如 cletus 所说，擦除意味着您无法在运行时检查此内容（并且由于您的强制转换，您无法在编译时检查此内容）。

请记住，泛型只是编译时的特性。集合object 没有任何通用参数，只有您创建的对该对象的references。这就是为什么如果您需要从原始类型甚至Object 向下转换集合时会收到很多关于“未经检查的强制转换”的警告 - 因为编译器无法验证对象是否属于正确的泛型类型（因为对象本身没有泛型）。

另外，请记住强制转换的含义 - 这是一种告诉编译器“我知道您不一定可以检查类型是否匹配，但相信我，我知道他们可以” .当您（错误地）覆盖类型检查并最终导致类型不匹配时，您会责备谁？ ;-)

您的问题似乎在于缺乏异构的通用数据结构。我建议你的方法的类型签名应该更像private static<K,V> void addToMap(Map<K,V> map, List<Pair<K, V>> vals)，但我不相信这真的能让你得到任何东西。对列表基本上是一个映射，因此构造类型安全的vals 参数以调用该方法与直接填充映射一样多。

如果你真的，真的希望你的类大致保持原样，但添加运行时类型安全，也许以下内容会给你一些想法：

private static<K,V> void addToMap(Map<K,V> map, Object ... vals, Class<K> keyClass, Class<V> valueClass) {
  for(int i = 0; i < vals.length; i += 2) {
    if (!keyClass.isAssignableFrom(vals[i])) {
      throw new ClassCastException("wrong key type: " + vals[i].getClass());
    }
    if (!valueClass.isAssignableFrom(vals[i+1])) {
      throw new ClassCastException("wrong value type: " + vals[i+1].getClass());
    }

    map.put((K)vals[i], (V)vals[i+1]); //Never throws ClassCastException!
  }
}

【讨论】：

我只是希望有一种类型安全的方式来在单线中初始化地图，就像在其他一些语言（即 Perl/PHP/Javascript）中你可以执行类似 map = (key1=>val1, key2=>val2, etc); 的操作一样跨度>
是的 - 你不能这样做，因为数组没有编译时类型信息，而泛型参数没有运行时类型信息。传递Class<T> 参数是将编译时和运行时检查联系在一起的唯一方法。

【解决方案3】：

Java 的泛型是使用“类型擦除”完成的，这意味着在运行时，代码不知道您有一个 Map——它只看到一个 Map。而且由于您将这些东西转换为对象（通过您的 addToMap 函数的参数列表），因此在编译时，代码“看起来正确”。它不会在编译时尝试运行这些东西。

如果您在编译时关心类型，请不要将它们称为 Object。 :) 让你的 addToMap 函数看起来像

private static<K,V> void addToMap(Map<K, V> map, K key, V value) {

如果您想在地图中插入多个项目，您需要创建一个类似于 java.util 的 Map.Entry 的类，并将您的键/值对包装在该类的实例中。

【讨论】：

您的 addToMap 示例与 Map.put() 方法基本相同。我希望我能以尽可能紧凑的方式初始化地图。哦，好吧。
你可以，但你会放弃类型安全。不值得，海事组织。这也是我现在更喜欢 .net 而不是 Java 的原因之一。

【解决方案4】：

这是对泛型在 Java 中做什么和不做什么的很好的解释： http://www.angelikalanger.com/GenericsFAQ/FAQSections/ParameterizedTypes.html

它与 C# 非常不同！

我认为你试图做这样的事情？您添加到地图中的对在哪里有编译时安全性：

addToMap(new HashMap<String, Integer>(), new Entry<String,Integer>("FOO", 2), new Entry<String, Integer>("BAR", 8));

    public static<K,V> void addToMap(Map<K,V> map, Entry<K,V>... entries) {
        for (Entry<K,V> entry: entries) {
            map.put(entry.getKey(), entry.getValue());
        }
    }

    public static class Entry<K,V> {

        private K key;
        private V value;

        public Entry(K key,V value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }

        public K getKey() {
            return key;
        }

        public V getValue() {
            return value;
        }
    }

评论后编辑：

啊，那么您真正要找的也许就是这种用于骚扰刚改用 Java 的新员工的晦涩语法。

Map<String, Integer> map = new HashMap<String,Integer>() {{
  put("Foo", 1);
  put("Bar", 2);
}};

【讨论】：

我基本上是在尝试以紧凑、类型安全的单行方式初始化地图。希望接近 PHP 的 map = (key1=>val1, key2=>val2, etc); 的简单性
在java中有一些晦涩的方法可以做到这一点，请参阅编辑后的答案。请意识到，在许多人看来，这样做通常比“健全的软件工程实践”更“聪明”：)
谢谢，既然你提到了它，我想我以前见过这种语法。

【解决方案5】：

Java 泛型仅适用于编译时而非运行时。问题是您实现的方式，java 编译器没有机会在编译时确保类型安全。

由于你的 K,V 从未说过它们扩展了任何特定的类，因此在编译期间 java 无法知道它应该是一个整数。

如果你改变你的代码如下

private static void addToMap(Map map, Object ... vals)

它会给你一个编译时错误

【讨论】：