由于Java泛型的实现,你不能有这样的代码:

public class GenSet<E> {
    private E a[];

    public GenSet() {
        a = new E[INITIAL_ARRAY_LENGTH]; // error: generic array creation
    }
}

如何在保持类型安全的同时实现这一点?

我在Java论坛上看到一个解决方案是这样的:

import java.lang.reflect.Array;

class Stack<T> {
    public Stack(Class<T> clazz, int capacity) {
        array = (T[])Array.newInstance(clazz, capacity);
    }

    private final T[] array;
}

但我真的不明白这是怎么回事。


当前回答

如果你真的想包装一个固定大小的通用数组,你将有一个方法来添加数据到该数组,因此你可以正确地初始化数组,这样做:

import java.lang.reflect.Array;

class Stack<T> {
    private T[] array = null;
    private final int capacity = 10; // fixed or pass it in the constructor
    private int pos = 0;

    public void push(T value) {
        if (value == null)
            throw new IllegalArgumentException("Stack does not accept nulls");
        if (array == null)
            array = (T[]) Array.newInstance(value.getClass(), capacity);
        // put logic: e.g.
        if(pos == capacity)
             throw new IllegalStateException("push on full stack");
        array[pos++] = value;
    }

    public T pop() throws IllegalStateException {
        if (pos == 0)
            throw new IllegalStateException("pop on empty stack");
        return array[--pos];
    }
}

在这种情况下,您使用java.lang.reflect.Array.newInstance来创建数组,它将不是Object[],而是一个真正的T[]。 您不应该担心它不是最终的,因为它是在类中管理的。 注意,在push()上需要一个非空对象才能获得要使用的类型,因此我添加了一个对您所推送的数据的检查,并在那里抛出异常。

不过,这有点没有意义:通过push存储数据,方法的签名保证只有T个元素可以进入。所以数组是Object[]还是T[]或多或少是无关紧要的。

其他回答

我必须反过来问一个问题:你的发电机组是“检查”还是“未检查”? 这是什么意思?

Checked: strong typing. GenSet knows explicitly what type of objects it contains (i.e. its constructor was explicitly called with a Class<E> argument, and methods will throw an exception when they are passed arguments that are not of type E. See Collections.checkedCollection. -> in that case, you should write: public class GenSet<E> { private E[] a; public GenSet(Class<E> c, int s) { // Use Array native method to create array // of a type only known at run time @SuppressWarnings("unchecked") final E[] a = (E[]) Array.newInstance(c, s); this.a = a; } E get(int i) { return a[i]; } } Unchecked: weak typing. No type checking is actually done on any of the objects passed as argument. -> in that case, you should write public class GenSet<E> { private Object[] a; public GenSet(int s) { a = new Object[s]; } E get(int i) { @SuppressWarnings("unchecked") final E e = (E) a[i]; return e; } } Note that the component type of the array should be the erasure of the type parameter: public class GenSet<E extends Foo> { // E has an upper bound of Foo private Foo[] a; // E erases to Foo, so use Foo[] public GenSet(int s) { a = new Foo[s]; } ... }

所有这些都是由于Java中泛型的一个已知且刻意的弱点:它是使用擦除来实现的,因此“泛型”类不知道它们在运行时是用什么类型参数创建的,因此不能提供类型安全,除非实现了一些显式机制(类型检查)。

在Java 8中,我们可以使用lambda或方法引用创建一种泛型数组。这类似于反射方法(传递一个类),但这里我们没有使用反射。

@FunctionalInterface
interface ArraySupplier<E> {
    E[] get(int length);
}

class GenericSet<E> {
    private final ArraySupplier<E> supplier;
    private E[] array;

    GenericSet(ArraySupplier<E> supplier) {
        this.supplier = supplier;
        this.array    = supplier.get(10);
    }

    public static void main(String[] args) {
        GenericSet<String> ofString =
            new GenericSet<>(String[]::new);
        GenericSet<Double> ofDouble =
            new GenericSet<>(Double[]::new);
    }
}

例如,<A> A[] Stream.toArray(IntFunction<A[]>)使用此方法。

这也可以在java 8之前使用匿名类来完成,但是比较麻烦。

没有人回答你发布的例子中发生了什么。

import java.lang.reflect.Array;

class Stack<T> {
    public Stack(Class<T> clazz, int capacity) {
        array = (T[])Array.newInstance(clazz, capacity);
    }

    private final T[] array;
}

正如其他人所说,泛型在编译过程中被“擦除”。所以在运行时泛型的实例不知道它的组件类型是什么。这样做的原因是历史原因,Sun希望在不破坏现有接口(包括源接口和二进制接口)的情况下添加泛型。

另一方面,数组在运行时知道它们的组件类型。

这个例子通过调用构造函数(构造函数知道类型)的代码传递一个参数,告诉类所需的类型,从而解决了这个问题。

因此,应用程序将用类似于

Stack<foo> = new Stack<foo>(foo.class,50)

构造函数现在知道(在运行时)组件类型是什么,并可以使用该信息通过反射API构造数组。

Array.newInstance(clazz, capacity);

最后,我们有一个类型强制转换,因为编译器无法知道array #newInstance()返回的数组是正确的类型(即使我们知道)。

这种风格有点难看,但它有时是创建泛型类型的最不坏的解决方案,因为无论出于什么原因(创建数组或创建组件类型的实例等),泛型类型都需要在运行时知道它们的组件类型。

要扩展到更多维度,只需将[]和维度参数添加到newInstance() (T是类型参数,cls是Class<T>, d1到d5是整数):

T[] array = (T[])Array.newInstance(cls, d1);
T[][] array = (T[][])Array.newInstance(cls, d1, d2);
T[][][] array = (T[][][])Array.newInstance(cls, d1, d2, d3);
T[][][][] array = (T[][][][])Array.newInstance(cls, d1, d2, d3, d4);
T[][][][][] array = (T[][][][][])Array.newInstance(cls, d1, d2, d3, d4, d5);

详情请参阅Array.newInstance()。

你可以这样做:

E[] arr = (E[])new Object[INITIAL_ARRAY_LENGTH];

这是在Effective Java中实现泛型集合的建议方法之一;26项。没有类型错误,不需要重复强制转换数组。然而,这会触发警告,因为它有潜在的危险,应该谨慎使用。正如注释中所详细描述的,这个对象[]现在伪装成我们的E[]类型,如果不安全使用,可能会导致意外错误或classcastexception。

根据经验,只要强制转换数组在内部使用(例如支持数据结构),并且不返回或暴露给客户端代码,这种行为是安全的。如果需要向其他代码返回泛型类型的数组,则您提到的反射array类是正确的方法。


值得一提的是,在任何可能的情况下,如果您使用泛型,那么使用列表将比使用数组更愉快。当然,有时您别无选择,但使用集合框架要健壮得多。