`
longgangbai
  • 浏览: 7325894 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 上海
社区版块
存档分类
最新评论

分析一下为什么Java不支持泛型类型的数组

阅读更多

sean的这篇文章大部分是对的,但是到最后的结论部分“想想看,我们本来定义的是装Map<Integer, String>的数组,结果我们却可以往里面放任何Map,接下来如果有代码试图按原有的定义去取值,后果是什么不言自明。”,我觉得可以讨论讨论。

其实,sean的文中也提到,Java对泛型的支持其实就是在编译器中做了做手脚,增加了一些强制类型转换的代码,也就是说原来需要我们手动写的一些强制类型转换的代码,在泛型的世界里,Java编译器就帮我们做了。

下面来一步步的分析泛型数组的问题:

Java中的泛型做了什么

首先看一下Java中的泛型做了什么。看下面这段代码:
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->public class GenTest<T> {
    T value;

    
public T getValue() {
        
return value;
    }

    
public void setValue(T t) {
        value 
= t;
    }
}

使用javap命令反编译生成的GenTest类的class文件,可以得到下面的输出:
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->javap --p GenTest
Compiled from 
"GenTest.java"
public class GenTest extends java.lang.Object{
java.lang.Object value;

public GenTest();
  Code:
   
0:   aload_0
   
1:   invokespecial   #12//Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   return

public java.lang.Object getValue();
  Code:
   
0:   aload_0
   
1:   getfield        #23//Field value:Ljava/lang/Object;
   4:   areturn

public void setValue(java.lang.Object);
  Code:
   
0:   aload_0
   
1:   aload_1
   
2:   putfield        #23//Field value:Ljava/lang/Object;
   5:   return

}

我们清楚的看到,泛型T在GenTest类中就是Object类型(java.lang.Object value;)。同样,get方法和set方法也都是将泛型T当作Object来处理的。如果我们规定泛型是Numeric类或者其子类,那么在这里泛型T就是被当作Numeric类来处理的。

好,既然GenTest类中没有什么乾坤,那么我们继续看使用GenTest的时候又什么新东西:
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->public class UseGenTest {

    
public static void main(String[] args) {
        String value 
= "value";
        GenTest
<String> test = new GenTest<String>();
        test.setValue(value);
        String nv 
= test.getValue();
    }
}

使用javap命令反编译生成的GenTest类的class文件,可以得到下面的输出:
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->D:\mymise\eclipse\workspace\Test\bin>javap --p UseGenTest
Compiled from 
"UseGenTest.java"
public class UseGenTest extends java.lang.Object{
public UseGenTest();
  Code:
   
0:   aload_0
   
1:   invokespecial   #8//Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   return

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
   
0:   ldc     #16//String value
   2:   astore_1
   
3:   new     #18//class GenTest
   6:   dup
   
7:   invokespecial   #20//Method GenTest."<init>":()V
   10:  astore_2
   
11:  aload_2
   
12:  aload_1
   
13:  invokevirtual   #21//Method GenTest.setValue:(Ljava/lang/Object;)V
   16:  aload_2
   
17:  invokevirtual   #25//Method GenTest.getValue:()Ljava/lang/Object;
   20:  checkcast       #29//class java/lang/String
   23:  astore_3
   
24:  return

}

重点在17、20和23三处。17就是调用getValue方法。而20则是关键——类型检查。也就是说,在调用getValue方法之后,并没有直接把返回值赋值给nv,而是先检查了返回值是否是String类型,换句话说,“String nv = test.getValue();”被编译器变成了“String nv = (String)test.getValue();”。最后,如果检查无误,在23处才会赋值。也就是说,如果没有完成类型检查,则会报出类似ClassCastException,而代码将不会继续向下执行,这就有效的避免了错误的出现。
也就是说:在类的内部,泛型类型就是被基类型代替的(默认是Object类型),而对外,所有返回值类型为泛型类型的方法,在真正使用返回值之前,都是会经过类型转换的。

为什么不支持泛型的数组?

根据上面的分析可以看出来,泛型其实是挺严谨的,说白了就是在“编译的时候通过增加强制类型转换的代码,来避免用户编写出可能引发ClassCastException的代码”。这其实也算是Java引入泛型的一个目的。

但是,一个颇具讽刺意味的问题出现了:如果允许了泛型数组,那么编译器添加的强制类型转换的代码就会有可能是错误的。
看下面的例子:
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->//下面的代码使用了泛型的数组,是无法通过编译的
GenTest<String> genArr[] = new GenTest<String>[2];
Object[] test 
= genArr;
GenTest<StringBuffer> strBuf = new GenTest<StringBuffer>();
strBuf.setValue(new StringBuffer());
test[0= strBuf;
GenTest
<String> ref = genArr[0]; //上面两行相当于使用数组移花接木,让Java编译器把GenTest<StringBuffer>当作了GenTest<String>
String value = ref.getValue();// 这里是重点!

上面的代码中,最后一行是重点。根据本文第一部分的介绍,“String value = ref.getValue()”会被替换成“String value = (String)ref.getValue()”。当然我们知道,ref实际上是指向一个存储着StringBuffer对象的GenTest对象。所以,编译器生成出来的代码是隐含着错误的,在运的时候就会抛出ClassCastException。

但是,如果没有“String value = ref.getValue();”这行代码,那么程序可以说没有任何错误。这全都是Java中多态的功劳。我们来分析一下,对于上面代码中创建出来的GenTest对象,其实无论value引用实际指向的是什么对象,对于类中的代码来说都是没有任何影响的——因为在GenTest类中,这个对象仅仅会被当作是基类型的对象(在这里也就是Object的对象)来使用。所以,无论是String的对象,还是StringBuffer的对象,都不可能引发任何问题。举例来说,如果调用valued的hashcode方法,那么,如果value指向的是String的对象,实际执行的就是String类中的hashcode方法,如果是StringBuffer的对象,那么实际执行的就是StringBuffer类中的hashcode方法。

从这里可以看出,即使支持泛型数组也不会带来什么灾难性的后果,最多就是可能引发ClassCastException。而且平心而论,这个还是程序员自己的错误,实在算不得是Java编译器的错误。

但是从另一个角度看,这确实是个巨大的讽刺:泛型是为了消灭ClassCastException而出现的,但是在这个时候它自己却引发了ClassCastException。咱们中国人把这个叫做搬起石头砸自己的脚。

当然制定JSR的那帮子人可能没学过中文,但是他们肯定是发现了这个令他们纠结的问题。被标榜为Java 5重要feature的泛型竟然陷入了这么一个怪圈。于是,他们在某个月黑风高的晚上,在某个猥琐的会议室内,悄悄的决定一不做二不休——不支持泛型的数组了。(本段内容系作者猜测,并无任何事实根据,如有雷同,纯粹巧合。)
分享到:
评论

相关推荐

    java不支持创建泛型数组(1)

    在实际编程中,当我们需要一个泛型类型的数组时,Java会提示我们使用`List&lt;T&gt;`或者其他集合框架类来替代,因为这些集合类可以容纳泛型对象。 在Java中,我们可以创建非泛型的数组,比如`String[] array = new ...

    泛型自定义数组大小

    在Java编程中,"泛型自定义数组大小"是一个重要的概念,它涉及到数据结构和算法的基础,以及面向对象编程中的类型安全。泛型是Java 5引入的一个特性,旨在提高代码的类型安全性,减少类型转换的冗余,并提供编译时的...

    实例185 - 自定义泛型化数组类

    总结起来,"实例185 - 自定义泛型化数组类"是关于如何利用Java泛型特性创建安全且灵活的数组容器的一个案例。通过理解泛型、数组的限制以及如何结合两者,我们可以编写出更强大、更安全的代码,提升代码的复用性和...

    java泛型数组

    2. **类型擦除的影响**:Java 泛型在运行时会被擦除为其原始类型,这限制了泛型数组的使用。 3. **替代方案**:在大多数情况下,使用 `List&lt;T&gt;` 而不是泛型数组更为可行,因为它提供了更多的灵活性并且避免了类型...

    Java 泛型总结(二):泛型与数组

    Java 中泛型数组的关系确实有些复杂,不允许直接创建泛型数组,本文将分析其中的原因,并总结一些创建泛型数组的方式。 首先,让我们看看数组和泛型的关系。数组相比于 Java 类库中的容器类是比较特殊的,主要体现...

    Java泛型应用:数组反转技术与代码实现

    本文详细介绍了Java中使用泛型反转数组的方法。通过泛型,我们可以编写类型安全的代码,同时避免类型转换的需要。泛型反转方法可以处理任何类型的数组...尽管Java泛型有其限制,但它们仍然是Java编程中一个强大的工具。

    Java泛型_Java中的泛型结构_

    Java泛型是Java编程语言中一个强大的特性,它允许在定义类、接口和方法时使用类型参数,从而实现参数化类型。泛型的主要目标是提高代码的类型安全性和重用性,减少类型转换的麻烦,并在编译时捕获可能的类型错误。...

    关于java基础的泛型的练习

    - 由于历史原因,Java不支持泛型数组的直接创建,如`new MyList[5]`是非法的。 - 可以通过类型安全的工厂方法或运行时转型解决这个问题。 通过以上知识点,我们可以看到Java泛型在编程中的重要性和灵活性。理解和...

    java 用泛型参数类型构造数组详解及实例

    总之,虽然Java泛型不直接支持创建泛型数组,但通过反射API,我们可以动态地创建指定类型的数组。这种方法在处理不确定类型的场景下非常有用,但需要注意,反射API的使用应当谨慎,因为它可能会降低代码的性能,且...

    Java封装数组之改进为泛型数组操作详解

    Java 封装数组之改进为泛型数组操作是 Java 语言中的一种重要技术,旨在将基本类型数组封装为泛型数组,以提供多种类型数组的操作。下面将对 Java 封装数组之改进为泛型数组操作进行详细讲解。 一、泛型数组相关...

    Java 生成随机字符串数组的实例详解

    Java 生成随机字符串数组的实例详解是一种常见的编程任务,主要是利用Collections.sort()方法对泛型为String的List进行排序。下面是一个详细的实例详解,介绍了生成随机字符串数组的步骤和相关知识点。 知识点1:...

    Java集合框架及泛型

    1. **类型擦除**: Java泛型在编译后会进行类型擦除,也就是说,所有的泛型类在运行时都会退化为未使用泛型的原始形式。这意味着在运行时无法检查泛型类型,但编译时的类型检查可以避免很多错误。 2. **边界通配符**...

    Java1.5泛型指南中文版

    感谢所有为Java泛型做出贡献的人们,包括设计者、实现者以及提供反馈和支持的社区成员。泛型是Java语言的一个重要特性,极大地提高了代码的质量和可维护性。 以上就是基于给定文件信息对Java 1.5泛型指南的主要知识...

    java5泛型新特性 pdf

    7. **泛型数组**:Java不支持直接创建泛型数组,因为类型擦除会导致编译器无法检查数组元素类型。但是,可以通过类型转换间接创建,如`List[] stringLists = (List[]) new List[10];`,但这种操作存在潜在风险。 8....

    Java数组堆栈

    由于Java不支持直接创建泛型数组,所以声明数组为Object类型的,然后转型即可。 构造方法 ArrayStack类提供了一个无参构造方法,该方法创建一个空的泛型栈,大小为SIZE(默认为10)。在构造方法中,初始化了数组和...

    java 数组求和计算

    - **泛型数组**:Java 5引入了泛型,允许创建泛型数组以增强类型安全性。 - **数组操作函数**:Java的`Arrays`类提供了许多实用方法,如`sort()`排序数组,`equals()`比较数组内容,`copyOf()`复制数组等。 - **...

    JDK 5.0中的泛型类型学习.docx

    这样做会导致类型安全问题,因为在运行时可以将不兼容的泛型类型数组赋值给其他类型的数组。不过,可以使用未绑定的通配符如new List[3]来创建数组,但这只是一种妥协的解决方案,因为数组元素的实际类型在编译时是...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics