Java ArrayList.toArray(T[]) 方法的参数类型是 T 而不是 E的原因分析
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2020-09-02
13:32:54
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Java ArrayList.toArray(T[]) 方法的参数类型是方法的参数类型是 T 而不是而不是 E的的
原因分析原因分析
主要介绍了Java ArrayList.toArray(T[]) 方法的参数类型是 T 而不是 E的原因分析的相关资料,需要的朋友可以参
考下
前两天给同事做 code review，感觉自己对 Java 的 Generics 掌握得不够好，便拿出 《Effective Java》1 这本书再看看相关
的章节。在 Item 24：Eliminate unchecked warnings 这一节中，作者拿 ArrayList 类中的 public <T> T[] toArray(T[] a) 方法作
为例子来说明如何对变量使用 @SuppressWarnings annotation。
ArrayList 是一个 generic class，它是这样声明的：
Javapublic class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
这个类的 toArray(T[] a) 方法是一个 generic method，它是这样声明和实现的：
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T[] toArray(T[] a) {
if (a.length < size)
// Make a new array of a's runtime type, but my contents:
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}
这个方法实际上是在 Collection 接口中声明的。因为我们经常通过 ArrayList 使用它，这里就用 ArrayList 作为例子了。
1 为什么声明为不同类型？为什么声明为不同类型？
我的问题是：为什么这个方法使用类型 T，而不使用 ArrayList 的类型 E ? 也就是说，这个方法为什么不声明成这样：
Javapublic E[] toArray(E[] a);
如果类型相同的话，在编译期间就可以发现参数的类型错误。如果类型不同，很容易产生运行时错误。比如下面这段代码：
//创建一个类型为 String 的 ArrayList
List<String> strList = new ArrayList<String>();
strList.add("abc");
strList.add("xyz");
//将当前的 strList 转换成一个 Number 数组。注意，下面的语句没有任何编译错误。
Number[] numArray = strList.toArray(new Number[0]);
运行上面的代码， Line 6 会抛出 java.lang.ArrayStoreException 异常。
如果 toArray 方法使用类型 E 的话，语句2就会产生编译错误。编译错误怎么说也比运行时错误亲切啊。并且，generics 的主
要目的就是为了类型安全，把类型转换错误(ClassCastException)消灭在编译期间。这个方法却反其道而行之。难道这是一个
大 bug？ Java 的 bug 俺碰上过，但这个地方出 bug 我还是不太敢相信。
上网一查，这个问题早已被讨论过多次了2, 3, 4。
2 可以提高灵活性可以提高灵活性
这样的声明更灵活，可以把当前 list 中的元素转换成一个更一般类型的数组。比如，当前 list 的类型是 Integer，我们可以把它
的元素转换成一个 Number 数组。
List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
intList.add(1);
intList.add(2);
Number[] numArray = intList.toArray(new Number[0]);
如果这个方法声明成类型 E，上面的代码就会有编译错误。 看起来，该方法声明成下面这样会更合适：
Javapublic <T super E> T[] toArray(T[] a);
不过， <T super E> 这样的语法在 Java 中是不存在的。而且即使存在，对数组也不起作用。也正是因为这个原因，在使用这
个方法时，即使 T 是 E 的父类，或 T 跟 E 相同，也不能完全避免 java.lang.ArrayStoreException 异常5, 6, 7 。请看下面两段
代码。第一段代码中 T 是 E 的父类，第二段代码中 T 和 E 一样。这两段代码都会抛出异常。
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