Java中的泛型类型转换与参数化类型转换

Question

我知道泛型类型和参数化类型之间的一般区别，并且我知道一些一般规则：

• List和List没有继承关系，即使A和B是通过继承链关联的；

• Object[] 不能转换为 String[]，除非 Object[] 数组是使用 new String[n] 构造的。

但我的问题有点具体。所以我要给出一些代码。

根据上述一般规则，以下2个例子中的强制转换无效：

static List<String> f1a(List<String> list) {
    return List.of((String[]) list.toArray());  // ClassCastException
}

static List<String> f2a(List<String> list) {
    return (List<String>) List.of(list.toArray());  // compile-time error: Inconvertible types
}

现在，如果我将 String 类型替换为泛型类型参数 E，则强制转换有效！但是我真的不明白为什么？

// f1 is a generic version f1a, where String -> E
static <E> List<E> f1(List<E> list) {
    return List.of((E[]) list.toArray());
}

// f2 is a generic version f2a, where String -> E
static <E> List<E> f2(List<E> list) {
    return (List<E>) List.of(list.toArray());
}

下面的demo表明f1和f2是有效的，而f1a和f2a是有问题的：

public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("hello", "world");

    List<String> copy1 = f1(list);  // works
    System.out.println(copy1);

    List<String> copy2 = f2(list);  // works
    System.out.println(copy2);

    List<String> copy1a = f1a(list);  // ClassCastException
    System.out.println(copy1a);

    List<String> copy2a = f2a(list);  // compile-time error
    System.out.println(copy2a);
}

Answer 1

f1 因为类型擦除而起作用。对E[] 的强制转换在运行时被完全删除，这意味着您的代码在运行时会表现出类似的行为，但它确实让编译器推断您返回的是List<E> 而不是List<Object>，因此让程序编译。

static List f1(List list) {
  return List.of(list.toArray());
}

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f2 的工作原理基本相同。这一次，List.of(list.toArray()) 的结果被推断为List<Object>，因为toArray 返回一个Object[]，但后来被删除的演员表使其编译。

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f1a 有一个ClassCastException，因为您正试图将一个Object[] 变成一个String[]。在 Java 中，数组即使在运行时也知道它们声明的类型，因此 toArray 返回的数组认为自己是 Object[]，即使它实际上只包含字符串并且不喜欢变成 String[] .

f2a 不起作用，因为您无法将 List<Object> 转换为 List<String>。

如果你想把你的列表变成一个字符串数组，试试list.toArray(new String[0])。这样，它会返回一个正确的String[] 而不会引起问题。

如果您将List<Object> 转换为List<String>，请使用(List) List.of(list.toArray()) 转换为原始类型

Answer 2

f1a案例：

在这里，显式转换完成，这意味着编译器在编译时期望相同​​的类型。通过提供显式转换(String[]) list.toArray()，你告诉你的编译器，无论.toArray()返回什么，它都应该尝试将它转换为String[]，因此你想要构建一个List.of(String[])，这也构成了一个返回你的方法的类型。这就是为什么它没有任何编译时问题，而是抛出运行时异常，因为它不能将Object 转换为String。把它想象成在编译时，明确给出的指令对编译器是正确的，但它在运行时不起作用。要了解更多关于选角的信息，请参阅Checked Casts at Runtime 和type erasure。

f2acase:

ArrayList 的.toArray() 方法，by method definition 返回Object[]。这就是为什么你得到对象列表的原因，它不能被向下转换为字符串列表，这会发生，因为它不能转换它，这是一个checked cast，你得到编译时异常，即你的代码无法编译。