分析一下为什么Java不支持泛型类型的数组

分析一下为什么Java不支持泛型类型的数组

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 -c -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 -c -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。）