Обобщения, массивы и ClassCastException

Question

Я думаю, здесь должно быть что-то неуловимое, о чем я не знаю.Рассмотрим следующее:

public class Foo<T> {
  private T[] a = (T[]) new Object[5];

  public Foo() {
    // Add some elements to a
  }

  public T[] getA() {
    return a;
  }
}

Предположим, что ваш основной метод содержит следующее:

Foo<Double> f = new Foo<Double>();
Double[] d = f.getA();

Вы получите CastClassException с сообщением java.lang.Object не может быть приведен к java.lang.Double.

Кто-нибудь может сказать мне, почему?Мое понимание ClassCastException заключается в том, что он выдается, когда вы пытаетесь привести объект к типу, который не может быть приведен.То есть, к подклассу, экземпляром которого он не является (цитирую документацию).например ,:

Object o = new Double(3.);
Double d = (Double) o; // Working cast
String s = (String) o; // ClassCastException

И, кажется, я могу это сделать.Если a был просто T вместо массива T[], мы можем получить a и разыграйте его без проблем.Почему массивы нарушают это?

Спасибо.

Answer 1

Foo<Double> f = new Foo<Double>();

Когда вы используете эту версию универсального класса Foo, то для переменной-члена a, компилятор , по сути, принимает эту строку:

private T[] a = (T[]) new Object[5];

и заменяющий T с Double чтобы получить это:

private Double[] a = (Double[]) new Object[5];

Вы не можете выполнить приведение из Object в Double, отсюда и ClassCastException .

Обновление и уточнение: На самом деле, после запуска некоторого тестового кода ClassCastException становится более тонким, чем это.Например, этот основной метод будет работать нормально без каких-либо исключений:

public static void main(String[] args) {
    Foo<Double> f = new Foo<Double>();
    System.out.println(f.getA());
}

Проблема возникает при попытке назначить f.getA() к ссылке типа Double[]:

public static void main(String[] args) {
    Foo<Double> f = new Foo<Double>();
    Double[] a2 = f.getA(); // throws ClassCastException
    System.out.println(a2);
}

Это происходит потому, что тип-информация о переменной-члене a удаляется во время выполнения.Дженерики обеспечивают типобезопасность только при время компиляции (Я почему-то игнорировал это в своем первоначальном посте).Таким образом, проблема не в

private T[] a = (T[]) new Object[5];

потому что во время выполнения этот код действительно

private Object[] a = new Object[5];

Проблема возникает, когда результат метода getA(), который во время выполнения фактически возвращает Object[], присваивается ссылке типа Double[] - этот оператор вызывает ClassCastException, поскольку объект не может быть преобразован в Double.

Обновление 2:чтобы ответить на ваш последний вопрос "почему массивы нарушают это?" Ответ заключается в том, что языковая спецификация не поддерживает создание универсального массива. Смотрите это сообщение на форуме для получения дополнительной информации - для обеспечения обратной совместимости ничего не известно о типе T во время выполнения.

Answer 2

В объяснении @mattb могут быть некоторые небольшие ошибки.

Ошибка заключается в не

java.lang.Объект не может быть преобразован в java.lang.Double.

Это так:

[Лява.язык.Объект;не может быть приведен к [Ljava.lang.Двойной

[L означает массив.То есть ошибка заключается в том, что массив объектов не может быть приведено к массиву Double.Это тот же случай, что и в следующем:

Object[] oarr = new Object[10];
Double[] darr = (Double[]) oarr;

Очевидно, что это недопустимо.

Что касается вашей проблемы с созданием массивов, безопасных для типов, другой альтернативой является исключение объекта класса в init и использование Array.newInstance:

import java.lang.reflect.Array;

class Foo<T> {
  private T[] a ;

  public Foo(Class<T> tclass) {
    a = (T[]) Array.newInstance(tclass, 5);
  }

  public T[] getA() {
    return a;
  }

  public static <T> Foo<T> create(Class<T> tclass) {
    return new Foo<T>(tclass);
  }
}

class Array1
{
  public static final void main(final String[] args) {
    Foo<Double> f = Foo.create(Double.class);
    Double[] d = f.getA();
  }


}

Answer 3

@мэтт би:Спасибо за ответ!Очень полезно.

Я нашел обходной путь для тех, кто заинтересован:предоставьте методу getA инициализированный массив для заполнения.Таким образом, информация о типе будет доступна.

public class Foo<T> {
  private T[] a = (T[]) new Object[5];

  public Foo() {
    // Add some elements to a
  }

  public T[] getA(T[] holdA) {
    // Check whether holdA is null and handle it...then:
    holdA = (T[]) Array.newInstance(holdA.getClass().getComponentType(), a.length);
    System.arraycopy(a, 0, holdA, 0, a.length);
    return holdA;
  }
}

Затем для вашего основного метода:

public static void main(String[] args) {
  Foo<Double> f = new Foo<Double>();
  Double[] a2 = new Double[1];
  a2 = f.getA(a2);
}