如何在 Java 泛型方法中正确返回泛型数组？答案

【问题标题】：How to properly return generic array in Java generic method?如何在 Java 泛型方法中正确返回泛型数组？
【发布时间】：2016-01-22 05:18:21
【问题描述】：

我有下面的通用方法返回一个通用数组：

public static <T> T[] genericMethod1(List<T> input) {
    T[] res = (T[]) new Object[input.size()];

    int i = 0;
    for (T t : input) {
        res[i] = t;
        i++;
    }
    return res;
}

public static <T> T genericMethod2(List<T> input) {
    return input.get(0);
}

但后来当我尝试使用以下方法获取结果数组时：

LinkedList<Integer> list = new LinkedList<Integer>();
list.addFirst(1);
list.addFirst(1);

Integer[] i = (Integer[]) genericMethod1(list);  // 1) Runtime error
Integer j = genericMethod2(list);        // 2) works

对于情况 1，我总是在运行时出错：

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

谁能解释为什么以及如何正确返回泛型数组？谢谢。

以下是我的理解，如有错误请指正。

正如 Tim 提到的，类型擦除发生在编译时，所以在字节码中，每个 T 对象只是类型 Object，同时，编译器会“正确地”添加从 Object 到 T 的类型转换。

假设 T 是一个 Integer，其中 T 被声明，它是 Object。对于它被引用的地方，它是（隐式）类型转换为 T。

除非声明了 T[] 数组，它是 Object[]，并且在引用数组的地方，它仍然是 Object[]。不会发生对 T[] 的隐式强制转换。

【问题讨论】：

泛型在运行时不保留类型。
这里总结一下，类型擦除删除了类型，所以如果要返回特定类型的泛型数组，则需要传入该类型。

标签： java generics

【解决方案1】：

您所看到的解释是由于一种称为类型擦除的东西。这是您的genericMethod() 在编译器执行类型擦除之后的样子：

public static Object[] genericMethod(List input) {
    Object[] res = new Object[input.size()];

    int i = 0;
    for (Object t : input) {
        res[i] = t;
        i++;
    }
    return res;
}

换句话说，这个方法将返回一个Object 类型的数组。无法将Object[] 转换为Integer[]，因为它们不是同一类型。如果您希望您的方法能够动态返回您想要的类型，那么您可以使用Array.newInstance()。这还需要传入您想要的数组类型作为输入参数：

public static <T> T[] genericMethod(Class<T> clazz, List<T> input) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] res = (T[]) Array.newInstance(clazz, input.size());

    int i = 0;
    for (T t : input) {
        res[i] = t;
        i++;
    }
    return res;
}

现在您的代码 sn-p 将正常运行：

LinkedList<Integer> list = new LinkedList<Integer>();    
Integer[] i = genericMethod(Integer.class, list);

更新：

您的第二种方法 genericMethod2() 在类型擦除后将如下所示：

public static Object genericMethod2(List input) {
    return input.get(0);
}

它将返回输入列表的第一个元素，转换为Object。这是您对该方法的使用：

Integer j = genericMethod2(list);

编译器将尝试将输出从genericMethod2() 转换为Integer：

Integer j = (Integer)genericMethod2(list);

这个转换是合法的，因为每个Integer 也是一个Object，而且它在这里成功是因为你传入了一个Integer 的集合。第二种方法与您为我们强调的第一种方法不同。

【讨论】：

@Tom Biegeleisen 感谢您的评论。但我猜另一个原因是类型擦除和隐式类型转换不适合数组类型。请查看我修改后的问题。
好的，我会更新我的答案。顺便说一句，汤姆·比格莱森是我的兄弟。
蒂姆和汤姆。听起来像电影:-)

【解决方案2】：

调用该方法时，genericMethod 您假设它返回整数数组，这是不正确的。它实际上在运行时返回 Object 类型的数组。

    List<Integer> input = new ArrayList<Integer>();
    input.add(1);
    Object[] output = genericMethod(input);
    for(Object obj : output){
        System.out.println("Value= "+ (Integer)obj);
    }

所以我们需要转换数组的各个内容。

一个通用的指导方针是，我们不应该在 Java 中混合使用 ARRAY 和 GENERICS。

更新：

来自Effective Java的参考：

总之，数组和泛型有非常不同的类型规则。数组是协变和具体化的；泛型是不变的和被擦除的。因此，数组提供运行时类型安全，但不提供编译时类型安全，反之亦然。一般来说，数组和泛型不能很好地混合。如果您发现自己混合使用它们并收到编译时错误或警告，您的第一反应应该是用列表替换数组。

【讨论】：

【解决方案3】：

另一种方法是像java.util.ArrayList.toArray(T[]) 那样做。你将 Array 的类型传递给那个 Method，如果它足够大，它将被重用，否则会生成一个新的 Array。

例子：

    List<Integer> intList = new ArrayList<>();
    intList.add(Integer.valueOf(1));
    intList.add(Integer.valueOf(2));
    intList.add(Integer.valueOf(3));
    Integer[] array = intList.toArray(new Integer[] {});
    System.out.println(Arrays.toString(array));//Will Print [1, 2, 3]

ArrayList.toArray(T[]) 的实现参见here。

【讨论】：