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java - 在什么情况下强制转换 ArrayList.toArray() 到 (Type[]) 有可能出现“类转换错误”

问题描述

当突出显示“toArray”时，我的 IDE（IntelliJ）显示了这一点：

java.util.ArrayList

公共对象[] toArray()

这会返回一个Object[]; 据我所知，这意味着大多数用途都需要铸造。但是我不确定它是否会在这种情况下工作（此方法是带有参数的泛型类的一部分<Type>）：

private Type evaluate(int operator_index){
        ArrayList<Type> this_args = new ArrayList<Type>();

        for (int index : operator_inputtedBy.get(operator_index)) {
            if(index >= 0) {
                this_args.add(evaluate(index));
            }else{
                this_args.add(args[-1-index]);
            }
        }
        return operators.get(operator_index).operation((Type[]) this_args.toArray());

    }

在什么情况下这个演员会失败（如果有的话）？什么是不需要铸造的替代品？

标签： javaarraylistcasting

解决方案

它总是失败。

我相信你想知道为什么。让我们试着解释一下：

与完全是编译器想象的泛型不同，数组确实知道它的“组件”类型。你可以问它：

String[] strings = new String[10];
Object[] o = strings; // compiles. This is itself problematic, see later.
System.out.println(o.getClass().getComponentType()); // prints 'java.lang.String'
o[0] = Integer.valueOf(0); // hmmmmmmmm!!!!!
String str0 = strings[0]; // ... but... wait.. that's an Integer, not a String!

把上面的东西扔到一个java文件中，它....

编译？？

是的，它确实。它不应该，真的 - 它编译的原因，即使在今天，是 java 开始允许上述内容，并且 java 不喜欢破坏向后兼容性。该代码用于编译，所以它仍然可以。但这显然是不对的——我在一个字符串数组中放了一个整数。这就是为什么当您运行它时，它不起作用：您ArrayStoreException在将整数放入o[0].

让我们用泛型试试这个。同样的事情，只是，泛型：

List<String> strings = new ArrayList<String>();
List<Object> o = strings; // the evil occurs here
// hmmm, List doesn't appear to have a getComponentType()....
o.add(Integer.valueOf(0));
String str0 = strings.get(0);

现在，理智已经恢复：第二条线，邪恶发生在哪里？编译器不允许你这样做。因为它不应该，因为那样你会遇到这些片段显示的问题。在计算机科学中，数组赋值是协变的，而泛型是不变的。在现实世界中，这些东西是不变的（这就是为什么第一个片段会爆炸），所以泛型做对了，数组做错了，但我们无法修复它——java 应该是向后兼容的。

既然您知道了这一点，那么 toArray() 的问题就变得很清楚了：

  1. toArray() 方法不可能知道列表是什么组件类型；因此，如果您有 aList<String>并调用toArray()它，则 toArray 代码不可能String从自身获取，与数组不同，组件类型不被存储。泛型是编译器想象的虚构，它不在你的类文件中，只在你的源文件中。因此，它不知道，因此，它创建了一个对象数组（例如，从toArray()技术上讲，掉出的数组是一个对象，调用getComponentType它将始终 print class java.lang.Object。

  2. String[]将 a 分配给是合法的Object[]，因为 java 语言规范将数组定义为协变的。但现实生活并非如此。此外，语言规范还说反过来不成立：您不能将实例强制Object[]转换为 type String[]。这就是为什么它总是会失败的原因——toArray()方法总是产生一个Object[]，不能像那样强制转换。

  3. 但是假设您可以假设这样做：如果您随后将非字符串对象分配给数组的插槽之一，ArrayStoreException 则不会发生，因为组件类型不正确。

  4. 现在，当您重新读回它时，您会得到一个 classcastexception。

让我们尝试一下：

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Hello!");
String[] strings = (String[]) list.toArray(); // this fails...
Object[] o = strings;
o[0] = Integer.valueOf(5);
String str0 = strings[0]; // but otherwise you'd be in trouble here.

解决方案

修复很简单：

注意：在java中，我们写的是'operatorIndex'，而不是'operator_index'。在罗马时，要像罗马人一样。

return operators.get(operatorIndex).operation(thisArgs.toArray(Type[]::new));

现在你没有收到任何警告，你不需要演员，一切都很好。在这种情况下，系统在运行时确实知道如何创建一个 Type 数组（因为你传入了一个 lambda 来创建它）。另一种选择是：

return operators.get(operatorIndex).operation(thisArgs.toArray(new Type[0]));

这里提供new Type[0]的数组（有合适的类型；它将是一个Type[]，而不是一个Object[]。

TL;DR：永远不要使用集合的 .toArray() 方法。它仍然存在，并将继续存在……因为我谈到的向后兼容性。这是唯一的原因。

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