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java - ClassCastException 使用泛型和可变参数

问题描述

我最近接触了 Java 泛型，想复制可以与数组一起使用的 JavaScript 映射函数。现在我无法弄清楚我的代码出了什么问题：

public class Test {

public interface Function<T> {
    public T call(T... vals);
}

public <E> E[] map(E[] array, Function<E> func) {
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        array[i] = func.call(array[i]);    <--- Exception
    }
    return array;
}

public Test() {
    Integer foo[] = {3, 3, 4, 9};

    foo = map(foo, new Function<Integer>() {
        @Override
        public Integer call(Integer... vals) {
            return vals[0] += 2;
        }
    });
    for (Integer l : foo) {
        System.out.println(l);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    new Test();
}
}

我在指定的行遇到了 ClassCastException：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;

我没有在任何地方将整数数组转换回对象数组，我无法真正弄清楚出了什么问题，因为在该行中，数组仍然是整数数组，它永远不会进入匿名方法。

抱歉，如果这是一个我应该很容易找到解决方案的问题，我试过了，但没有找到。另外，如果您不赞成，请告诉我原因。

标签： javaarraysgenerics

解决方案

实用的答案

泛型和数组，以及泛型和可变参数，在 Java 中不能很好地混合。无论如何，数组在 Java 中的使用并不多。List<Integer>在 Java 中，使用 a比使用 an更常见Integer[]，这样做可以避免您即将听到的所有痛苦。所以对于实际的程序，不要同时使用泛型和数组，或者泛型和可变参数，你会没事的。

不要阅读比这更进一步的内容！只需使用List<T>而T[]不是使用带有泛型的可变参数！

你已经被警告过了。

技术答案

让我们稍微解开问题函数。我们可以更明确地将其重写为：

public <E> E[] map(E[] array, Function<E> func) {
  E e = array[0];
  E res = func.call(e);
  array[0] = res;
  return array;
}

如果您在调试器中单步执行此函数，您会看到该行E res = func.call(e);正在引发异常，但我们甚至从未到达函数调用的主体。

要了解原因，您必须了解数组、泛型和可变参数如何一起工作（或不工作）。call被声明为public T call(T... vals)。在 Java 中，语法糖意味着两件事：

  1. call实际上有类型T call(T[] vals)
  2. 任何调用站点call(T t1, T t2, /*etc*/)都应转换为call(new T[]{t1, t2, /*etc*/})，在调用方法之前在调用者的代码中隐式构建一个数组。

如果不是T在声明中使用类型变量，call而是使用普通类型Integer或类似的东西，这将是故事的结尾。但是由于它是一个类型变量，我们必须更多地了解泛型和数组之间的相互作用。

泛型和数组

Java 中的数组携带一些关于它们是什么类型的运行时信息：例如，当您说 时new Integer[]{7}，数组对象本身会记住它是作为Integer数组创建的。这有几个原因，都与铸造有关：

  • 如果你有一个Integer[]，如果你试图做一些鬼鬼祟祟的事情，Java 会抛出一个运行时错误((Object[]) myIntegerArray)["not a number!"]，否则会让你陷入一个奇怪的情况，即你的整数数组包含一个字符串；为此，它需要在运行时检查您放入数组中的每个值是否兼容Integer
  • 您可以Integer[]向上转换Object[]和向下转换为Integer[]，但不能回退到，例如，String[]如果您尝试，您将在运行时在向下转换时获得类转换异常。Java 需要知道该值是作为Integer[]支持而创建的。

另一方面，泛型没有运行时组件。您可能听说过erasure，这就是它所指的：所有泛型的东西都在编译时检查，但从程序中删除，根本不影响运行时。

那么如果你尝试创建一个泛型类型的数组会发生什么，比如new T[]{}？它不会编译，因为数组需要知道T运行时是什么才能工作，但 Java 不知道运行时是什么T。所以编译器根本不允许你构建其中之一。

但是有一个漏洞。如果调用泛型类型的可变参数函数，Java 允许程序编译。回想一下，可变参数方法的调用点创建了一个新数组——那么它赋予该数组什么类型？在这种情况下，它只会将其创建为，Object[]因为.ObjectT

在某些情况下，这可以正常工作，但您的程序不是其中之一。在您的程序中，func承担的价值是

public Integer call(Integer... vals) {
  return vals[0] += 2;
}

身体不重要；您可以将其替换为，return null;程序的行为将相同。重要的是它需要Integer..., not Object...orT...或类似的东西。请记住，这Integer...是语法糖，编译后确实需要Integer[]. 因此，当您在数组上调用此方法时，它要做的第一件事就是将其转换为Integer[].

这就是问题所在：在调用点，我们只知道这个函数取了T...，所以我们用新创建的Object[]（恰好在运行时用整数填充，但编译器不知道静态）编译它。但是被调用者需要 a ，并且由于上述原因Integer[]，您不能将构造为 a 的数组向下转换new Object[]{}。Integer[]当你尝试时，你得到java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;的正是你的程序产生的。

这个故事的主旨

没有理由尝试了解上述问题的所有细节。相反，这是我希望你带走的：

  • 更喜欢 Java 集合，例如List数组。集合是 Java 方式。
  • Varargs 和泛型不混合。当您将它们混合在一起时，您可以轻松地进入像这样的令人讨厌的陷阱。不要为这些事情开门。

希望有帮助。

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