Java中List转换为数组,数组转List

今天写代码遇到一个奇怪的问题，具体代码不贴出了，写一个简化的版本。如下：
ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
String strings[]=(String [])list.toArray();

这样写代码个人觉得应该没什么问题，编译也没有问题。可是具体运行的时候报异常，如下：Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object;
但是这么写是没有问题的：
ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
String strings[]=new String[list.size()];
for(int i=0,j=list.size();i<j;i++){
strings[i]=list.get(i);
}
对于这个现象我们可以这么解释：Java中允许向上和向下转型，但是这个转型是否成功是根据Java虚拟机中这个对象的类型来实现的。Java虚拟机中保存了每个对象的类型。而数组也是一个对象。数组的类型是[Ljava.lang.Object。把[Ljava.lang.Object转换成[Ljava.lang.String是显然不可能的事情，因为这里是一个向下转型，而虚拟机只保存了这是一个Object的数组，不能保证数组中的元素是String的，所以这个转型不能成功。数组里面的元素只是元素的引用，不是存储的具体元素，所以数组中元素的类型还是保存在Java虚拟机中的。

根据上面的解释，我们可以把这个问题归纳到下面这个模型：
Object objs[]=new Object[10];
String strs[]=(String[])objs;

这样子和刚才上面编译错误是一样的。如果我们修改一下这个代码，如下：
String strs[]=new String[10];
Object objs[]=strs;

这样子就可以编译通过了。所以这个问题我们可以归结为一个Java转型规则的问题。下面谈一下Java数组对范型的支持问题。

JDK5中已经有了对范型的支持，这样可以保证在集合和Map中的数据类型的安全，可是，List的toArray方法返回的竟然是Object []让人很迷惑。个人感觉应该可以根据范型，直接返回相应的T []。仔细看了一下JDK的源码发现List转化为array有两个方法：

public Object[] toArray();
这个方法把List中的全部元素返回一个相同大小的数组，数组中的所有元素都为Object类型。

public <T> T[] toArray(T[] a);
这个方法把List中的全部元素返回一个相同大小的数组，数组中的所有元素都为T类型。

List如此设计是因为Java编译器不允许我们new范型数组。也就是说你不能这么定义一个数组：
T arr=new T[size];

但是你却可以用T[]来表示数组，而且可以把数组强制转化为T[]。比如List中的public <T> T[] toArray(T[] a)是这么实现的：
public <T> T[] toArray(T[] a) {
if (a.length < size)
a = (T[])java.lang.reflect.Array.
newInstance(a.getClass().getComponentType(), size);
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}

从上面代码中可以看到，因为你不知道这个数组的类型，你必须通过反射机制创建这个数组（a.getClass().getComponentType()方法是取得一个数组元素的类型）。

最终，List转换为Array可以这样处理：

ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();

String[] strings = new String[list.size()];

list.toArray(strings);

反过来，如果要将数组转成List怎么办呢？如下：

String[] s = {"a","b","c"};
List list = java.util.Arrays.asList(s);