Iterator与LIstIterator接口在java中的区别有哪些
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2023-06-01
Java 泛型总结(二):泛型与数组
简介
上一篇文章介绍了泛型的基本用法以及类型擦除的问题,现在来看看泛型和数组的关系。数组相比于java 类库中的容器类是比较特殊的,主要体现在三个方面:
数组创建后大小便固定,但效率更高
数组能追踪它内部保存的元素的具体类型,插入的元素类型会在编译期得到检查
数组可以持有原始类型 ( int,float等 ),不过有了自动装箱,容器类看上去也能持有原始类型了
那么当数组遇到泛型会怎样? 能否创建泛型数组呢?这是这篇文章的主要内容。
这个系列的另外两篇文章:
Java 泛型总结(一):基本用法与类型擦除
Java 泛型总结(三):通配符的使用
泛型数组
如何创建泛型数组
如果有一个类如下:
class Generic
}
如果要创建一个泛型数组,应该是这样: Generic
那么如果要使用泛型数组怎么办?一种方案是使用 ArrayList,比如下面的例子:
public class ListOfGenerics
private List
public void add(T item) { array.add(item); }
public T get(int index) { return array.get(index); }
}
如何创建真正的泛型数组呢?我们不能直接创建,但可以定义泛型数组的引用。比如:
public class ArrayOfGenericReference {
static Generic
}
gia 是一个指向泛型数组的引用,这段代码可以通过编译。但是,我们并不能创建这个确切类型的数组,也就是不能使用 new Generic
public class ArrayOfGeneric {
static final int SIZE = 100;
static Generic
@SuppressWarnings("unchecked")
public static void main(String[] args) {
// Compiles; produces ClassCastException:
//! gia = (Generic
// Runtime type is the raw (erased) type:
gia = (Generic
System.out.println(gia.getClass().getSimpleName());
gia[0] = new Generic
//! gia[1] = new Object(); // Compile-time error
// Discovers type mismatch at compile time:
//! gia[2] = new Generic
Generic
}
} /*输出:
Generic[]
*///:~
数组能追踪元素的实际类型,这个类型是在数组创建的时候建立的。上面被注释掉的一行代码: gia = (Generic
我个人的理解是:由于类型擦除,所以 Generic
使用 T[] array
上面的例子中,元素的类型是泛型类。下面看一个元素本身类型是泛型参数的例子:
public class GenericArray
private T[] array;
@SuppressWarnings("unchecked")
public GenericArray(int sz) {
array = (T[])new Object[sz]; // 创建泛型数组
}
public void put(int index, T item) {
array[index] = item;
}
public T get(int index) { return array[index]; }
// Method that exposes the underlying representation:
public T[] rep() { return array; } //返回数组 会报错
public static void main(String[] args) {
GenericArray
new GenericArray
// This causes a ClassCastException:
//! Integer[] ia = gai.rep();
// This is OK:
Object[] oa = gai.rep();
}
}
在上面的代码中,泛型数组的创建是创建一个 Object 数组,然后转型为 T[]。但数组实际的类型还是 Object[]。在调用 rep()方法的时候,就报 ClassCastException 异常了,因为 Object[] 无法转型为 Integer[]。
那创建泛型数组的代码 array = (T[])new Object[sz] 为什么不会报错呢?我的理解和前面介绍的类似,由于类型擦除,相当于转型为 Object[],看上去就是没转,但是多了编译器的参数检查和自动转型。而如果把泛型参数改成
public class GenericArray
private T[] array;
@SuppressWarnings("unchecked")
public GenericArray(int sz) {
array = (T[])new Object[sz]; // 创建泛型数组
}
public void put(int index, T item) {
array[index] = item;
}
public T get(int index) { return array[index]; }
// Method that exposes the underlying representation:
public T[] rep() { return array; } //返回数组 会报错
public static void main(String[] args) {
GenericArray
new GenericArray
// This causes a ClassCastException:
//! Integer[] ia = gai.rep();
// This is OK:
Object[] oa = gai.rep();
}
}
相比于原始的版本,上面的代码只修改了第一行,把
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;
at GenericArray.
使用 Object[] array
由于擦除,运行期的数组类型只能是 Object[],如果我们立即把它转型为 T[],那么在编译期就失去了数组的实际类型,编译器也许无法发现潜在的错误。因此,更好的办法是在内部最好使用 Object[] 数组,在取出元素的时候再转型。看下面的例子:
public class GenericArray2
private Object[] array;
public GenericArray2(int sz) {
array = new Object[sz];
}
public void put(int index, T item) {
array[index] = item;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public T get(int index) { return (T)array[index]; }
@SuppressWarnings("unchecked")
public T[] rep() {
return (T[])array; // Warning: unchecked cast
}
public static void main(String[] argFjhyeFmeMSs) {
GenericArray2
new GenericArray2
for(int i = 0; i < 10; i ++)
gai.put(i, i);
for(int i = 0; i < 10; i ++)
System.out.print(gai.get(i) + " ");
System.out.println();
try {
Integer[] ia = gai.rep();
} catch(Exception e) { System.out.println(e); }
}
} /* Output: (Sample)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;
*///:~
现在内部数组的呈现不是 T[] 而是 Object[],当 get() 被调用的时候数组的元素被转型为 T,这正是元素的实际类型。不过调用 rep() 还是会报错, 因为数组的实际类型依然是Object[],终究不能转换为其它类型。使用 Object[] 代替 T[] 的好处是让我们不会忘记数组运行期的实际类型,以至于不小心引入错误。
使用类型标识
其实使用 Class 对象作为类型标识是更好的设计:
public class GenericArrayWithTypeToken
private T[] array;
@SuppressWarnings("unchecked")
public GenericArrayWithTypeToken(Class
array = (T[])Array.newInstance(type, sz);
}
public void put(int index, T item) {
array[index] = item;
}
public T get(int index) { return array[index]; }
// Expose the underlying representation:
public T[] rep() { return array; }
public static void main(String[] args) {
GenericArrayWithTypeToken
new GenericArrayWithTypeToken
Integer.class, 10);
// This now works:
Integer[] ia = gai.rep();
}
}
在构造器中传入了 Class
总结
数组与泛型的关系还是有点复杂的,Java 中不允许直接创建泛型数组。本文分析了其中原因并且总结了一些创建泛型数组的方式。其中有部分个人的理解,如果错误希望大家指正。下一篇会总结通配符的使用。
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