使用泛型和Varargs的java ClassCastException

Question

我最近刚接触Java泛型，并希望复制可用于数组的JavaScript映射函数。现在我无法找出代码中的错误：

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();
}
}

我在指定行遇到ClassCastException：

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

我没有将整数数组强制转换回任何地方的对象数组，我也无法真正找出哪里出了问题，因为在这一行中，数组仍然是整数数组，而且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，我尝试了，但没有找到。如果你投了反对票，请告诉我原因

Answer 1

实际答案

泛型和数组，以及泛型和varargs在Java中不能很好地混合。无论如何，数组在Java中使用不多；在Java中，使用List<Integer>比使用Integer[]更为常见，这样做可以避免您将听到的所有痛苦。所以对于实际的程序，只要不要同时使用泛型和数组，或者泛型和varargs，就可以了

不要再读下去了！只需使用List<T>而不是T[]，并且不要将varags与泛型一起使用

你已经被警告过了

技术答案

让我们稍微解包一下问题函数。我们可以更明确地将其改写为：

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，您将看到E res = func.call(e);行抛出异常，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vararg如何一起工作（或不一起工作）call被声明为public T call(T... vals)。在Java中，这是一种语法糖，它意味着两件事：

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

如果在call的声明中没有使用像T这样的类型变量，而是使用像Integer之类的普通类型，那么故事就到此结束了。但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中的数组包含一些关于它们是什么类型的运行时信息：例如，当您说new Integer[]{7}时，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：

• 如果您有一个Integer[]，如果您试图做一些像((Object[]) myIntegerArray)["not a number!"]这样的鬼鬼祟祟的事情，Java会抛出一个运行时错误，否则会使您陷入一种奇怪的情况，整数数组包含一个字符串；要做到这一点，它需要在运行时检查放入数组中的每个值是否与Integer兼容
• 您可以将Integer[]强制转换到Object[]并返回到Integer[]，但不能返回到，比如说，String[]，如果您尝试，您将在运行时在向下转换时收到类强制转换异常。Java需要知道该值是作为Integer[]创建的，以支持这一点

另一方面，泛型没有运行时组件。您可能听说过擦除，这就是它所指的：所有泛型内容都在编译时检查，但从程序中删除，并且根本不影响运行时

那么，如果您尝试创建某种泛型类型的数组，比如new T[]{}，会发生什么呢？它不会编译，因为数组需要知道运行时T是什么才能工作，但Java不知道运行时T是什么。所以编译器根本不允许您构建其中的一个

但是有一个漏洞。如果使用泛型类型调用varargs函数，Java允许程序编译。回想一下，varargs方法的callsite创建了一个新数组，但是它给了该数组什么类型呢？在本例中，它将创建一个Object[]，因为Object是对T的擦除

在某些情况下，这将很好地工作，但您的程序不是其中之一。在您的程序中，func采用的值为

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

身体并不重要；您可以用return null;替换它，程序的行为将相同。重要的是它需要Integer...，而不是Object...或T...之类的东西。记住Integer...是语法糖，编译后确实需要Integer[]。因此，当您对数组调用此方法时，它要做的第一件事是将其强制转换为Integer[]

这就是问题所在：在呼叫中心，我们所知道的这个函数需要T...，所以我们用一个新创建的Object[]来编译它（在运行时它碰巧被一个整数填充，但编译器静态地不知道）。但是被调用方需要一个Integer[]，由于上面讨论的原因，您不能将构造为new Object[]{}的数组向下转换为Integer[]。当您尝试时，您会得到java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;，这正是您的程序所产生的结果

这个故事的寓意

没有理由试图了解上述问题的所有细节。相反，以下是我希望你能带走的东西：

• 更喜欢像List这样的Java集合而不是数组集合是Java的方式
• Varargs和泛型不能混合使用当你将它们混合在一起时，你可以很容易地走进像这样的肮脏陷阱。不要对这类事情敞开大门

希望有帮助