java - 为什么 Bounded 类型参数出现 "java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to"错误而不是 Formal 类型参数？

Question

由于 java 没有通用数组，我使用了将对象数组转换为类型参数的常规技巧。当我有一个像 <T> 这样的正式类型参数时，这工作正常但当我使用有界类型参数时不是 <T extends something> .

以下使用正式类型的代码工作正常

public class Deck <T> {
    private T [] cards;
    private int size;

    public Deck () {
        cards = (T []) new Object[52];
        size = 0;
    }
}

public class BlackJackGame {
    Deck<BlackJackCard> deck;

    public BlackJackGame() {
        deck = new Deck<>();
        populate (deck);
        deck.shuffle();
    }
}

public class BlackJackCard extends Card {
}

以下使用有界类型的代码会抛出错误

public class Deck <T extends Card> {
    private T [] cards;
    private int size;

    public Deck () {
        cards = (T []) new Object[52];
        size = 0;
    }
}

public class BlackJackGame {
    Deck<BlackJackCard> deck;

    public BlackJackGame() {
        deck = new Deck<>();
        populate (deck);
        deck.shuffle();
    }
}

public class BlackJackCard extends Card {
}
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [LCard;
    at Deck.<init>(Deck.java:10)
    at BlackJackGame.<init>(BlackJackGame.java:5)

Answer 1

这个例子让我想起了早年，当我在“Effective java”一书中阅读泛型时......

首先，这是 Java 泛型的黄金法则:不要混合使用数组和泛型，因为这样很可能会产生不安全的代码。 您的代码混合了泛型(例如 T、T extends Card)和数组(例如 T [] cards)。然后，你在运行时得到了不安全的代码。

这是一种安全的方式(优先使用列表而不是数组):

class Deck <T extends Card> {
    private List<T> cards;

    public Deck () {
        cards = new ArrayList()<>;
    }

现在，要回答您的问题，您应该先回到 java 中的一些基础知识:

1- 数组是共变结构

2- 泛型是不变的构造

3-元素类型在数组中具体化(具体化)

4- Parameter Type 在Generic中被删除(Type erasure)

别担心，抛开可怕的概念，看看你的例子发生了什么:

• 正式类型 T 在运行时被删除。

• 这意味着它在字节码中被完全删除。

• 在第一个例子中，T 被替换为 Object，因为它是离它最近的类(在继承方面) 所以，

cards = (T []) new Object[52]

翻译成

cards = (Object []) new Object[52];

这是安全的。

• 在第二个示例中，T 绑定(bind)到 Card，因此它成为最接近它的类(在继承方面) 所以，

cards = (T []) new Object[52]

翻译成

cards = (Card []) new Object[52];

由于 Object 不是 Card 的子类型，因此您会遇到运行时转换异常。