Java 为什么不支持泛型数组?

本文探讨了Java中泛型数组的限制及背后的原因。通过示例说明了由于类型擦除特性,Java不允许直接创建泛型数组,以确保类型安全。介绍了如何通过类型擦除后的强制类型转换来间接创建泛型数组。

问题

  首先对比一下以下两段代码,都是声明两个数组,其中一个使用泛型,一个不使用泛型。使用泛型的一个编译失败,由此可知,Java 不支持泛型数组。

List<Integer>[] list = new LinkedList<Integer>[10];// 无法通过编译
List[] list = new LinkedList[10];

原因

  Java 泛型通过类型擦除实现,编译时类型参数就会被擦掉。例如:声明一个 List<String>,一个 List<Integer>,编译后,都变为 List,并且在 JVM 中是同一个 class 对象 List.class。

List<String> stringList = new LinkedList<String>();
List<Integer> integerList = new LinkedList<Integer>();
// 输出true
System.out.println(stringList.getClass()==integerList.getClass());

假设 Java 允许使用泛型数组,我们看看有什么问题。

List<String>[] list = new LinkedList<String>[10];

经过类型擦除后。

List[] list = new LinkedList[10];

接下来我们就可以往数组中放东西了。

list[1] = new LinkedList<String>();	
list[0] = new LinkedList<Integer>();   // 编译通过

  这里就出现问题了,声明的是 LinkedList<String> 类型的数组,但是居然成功放入了一个 LinkedList<Integer>(),这与 Java 协变数组类型有关,出现了类型安全问题,所以 Java 中不支持泛型数组。

  创建泛型数组的唯一方式,是先创建一个擦除类型的数组,然后使用强制类型转型,这种类型转换将产生一个关于未检验的类型转换的编译警告。

List<String>[] list = (LinkedList<String>[]) new LinkedList[10];
list[0] = new LinkedList<String>();
list[1] = new LinkedList<Integer>();// 报错
绕过类擦除创建数组可以采用先创建一个 `Object` 数组,再将它转换成对应的的方法。以下是一个示例代码: ```java public class GenericArrayTest<T> { private T[] array; public GenericArrayTest(int size) { this.array = (T[]) new Object[size]; } public T[] getArray() { return array; } public void put(int index, T element) { array[index] = element; System.out.println("下标:" + index + ",存入元素:" + element); } public T get(int index) { System.out.println("获取下标:" + index + " 元素:" + array[index]); return array[index]; } public static void main(String[] args) { GenericArrayTest<String> genericArrayTest = new GenericArrayTest<String>(10); String[] array = genericArrayTest.getArray(); } } ``` 另外还有一个示例: ```java class B<T> { T[] arr = (T[]) new Object[3]; private int index = 0; public void add(T t) { if (index == arr.length) { System.out.println("不能再放了!"); } else { arr[index++] = t; System.out.println("添加成功"); } } public void showSize() { System.out.println("数组的容量为:" + arr.length); } public T[] getArr() { return arr; } } public class TestClass { public void test() { B<String> b = new B<>(); b.add("hello"); b.add("world"); b.add("java"); b.add("python"); b.showSize(); String[] arr = b.getArr(); for (String s : arr) { System.out.println(s); } } } ``` 需要注意的是,这种方式虽然绕过了编译时的检查,但在运行时可能会有 `ClassCastException` 的风险,因为本质上数组还是 `Object` 类数组。 [^1][^4]
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