JAVA泛型中的类型擦除及为什么不支持泛型数组

一，数组的协变性(covariant array type)及集合的非协变性

设有Circle类和Square类继承自Shape类。

关于数组的协变性，看代码：

public static double totalArea(Shape[] arr){
        double total = 0;
        for (Shape shape : arr) {
            if(shape != null)
                total += shape.area();
        }
        return total;
    }

如果给 totalArray(Shape[] arr) 传递一个Circle[] 类型的数组，这是可以的，编译通过，也能正常运行。也就是说：Circle[] IS-A Shape[]

 

关于集合的协变性，看代码：

public static double totalArea(Collection<Shape> arr){
        double total = 0;
        for (Shape shape : arr) {
            if(shape != null)
                total += shape.area();
        }
        return total;
    }

如果给totalArea(Collection<Shape> arr)传递一个 Collection<Circle>类型的集合，这是不可以的。编译器就会报如下的错误：

The method totalArea(Collection<Shape>) in the type Demo is not applicable for the arguments (Collection<Circle>)

也就是说：Collection<Circle>　IS-NOT-A Collection<Shape>

 

二，如果解决集合的非协变性带来的不灵活？

出现了泛型！

public static double totalArea(Collection<? extends Shape> arr){
        double total = 0;
        for (Shape shape : arr) {
            if(shape != null)
                total += shape.area();
        }
        return total;
    }

这样，就可以给totalArea(Collection<? extends Shape> arr)

传递Collection<Circle>、Collection<Square>、Collection<Shape>类型的参数了。

 

三，泛型的类型擦除及类型擦除带来的ClassCastException异常

JAVA的泛型只存在于编译层，到了运行时，是看不到泛型的。

还是拿数组来做对比：

 

String[] str = new String[10];
Object[] obj = str;//向上转型

//Exception in thread "main" java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Integer
obj[0] = new Integer(2);

 

第5行代码在运行时会抛第4行中表示的异常。

 

再来看泛型：

        ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
        intList.add(2);
        Object obj = intList;
        
        //Type safety: Unchecked cast from Object to ArrayList<String>
        ArrayList<String> strList = (ArrayList<String>)obj;
        
        //Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
        String str = strList.get(0);
        str.trim();//do something with str

编译器会对第6行提示第5行所示的警告。程序运行到第9行时抛出ClassCastException异常。因为ArrayList存储的本质上是一个Integer。

现在分析下第6行代码：

obj是Object类型的引用，strList是一个ArrayList<String>类型的引用，因此，向下转型时编译器给出了警告，在运行时，由于类型擦除，相当于

ArrayList strList = (ArrayList)obj;

因此，代码运行到第6行也能通过。

对于第9行代码：

strList是一个ArrayList<String>类型的引用，当然可以调用 ArrayList的get方法。因此，编译时没问题。但在运行时，

由于，String str = strList.get(0);会编译成String str = (String)strList.get(0);

而strList.get(0)得到 的是一个Integer对象，然后把它赋值给 String str，由于Integer IS-NOT-A String。故抛出ClassCastException。

参考：

 

四，为什么不支持泛型数组

参考下面代码：

        //Cannot create a generic array of ArrayList<Integer>
        ArrayList<Integer>[] intArr = new ArrayList<Integer>[10];
        Object[] obj = intArr;
        
        ArrayList<String> listStr = new ArrayList<String>();
        obj[0] = listStr;
        
        ArrayList<Integer> listInt = intArr[0];
        Integer i = listInt.get(0);//想要Integer，但却是String

假设允许泛型数组，那么第2行是正确的，那么将不会有第1行中所示的编译错误。

那么就可以将 intArr 转型成 Object[]，然后向Object[]放 ArrayList<String>，而不是我们想要的ArrayList<Integer>

因此，在运行时，类型是擦除的，运行时系统无法对数组中存储的类型做检查。它看到仅是：向intArr数组里面放 ArrayList对象。

相当于：

//        ArrayList<String> listStr = new ArrayList<String>();
        ArrayList listStr = new ArrayList();//运行时看到的情况
//        ArrayList<Integer> listInt = intArr[0];
        ArrayList listInt = intArr[0];//运行时看到的情况

 

在上面第9行，如果改成：

Object o = listInt.get(0);

//do something with o

我们以为Object o 它实际引用 的是Integer类型的，但它底层却是String类型的，如果调用 hashCode()，我们以为它执行的是Integer的hashCode()，但它执行的是String的hashCode()，那意味着发现不了错误。。。。。。。

因此，JAVA不支持泛型数组。

 

参考：

http://www.blogjava.net/deepnighttwo/articles/298426.html

http://www.blogjava.net/sean/archive/2005/08/09/9630.html