Java 不支持泛型数组

在工作中,用到了泛型数组:

new Pair<String>[10];

但是编译器一直报error:

generic array creation

差了一些资料,整理出来以供参考。

为什么会有泛型

通过使用泛型,可以为不同类型的对象重用相同的代码【1】。与通过继承实现的多态不同,范型并不要求这些类型之间有继承的关系。例如List<String>和List<Integer>,String和Integer并不需要继承自同样的类型(这里不考虑Object)。泛型将类型视为参数,从而为他们提供相同的代码逻辑。

类型擦除

与C#不同,java的泛型停留在编译这一层,到了运行时,这些泛型的信息其实是被抹掉的;而C#的泛型做到了MSIL这一层。Java的做法不必修改JVM,减少了潜在的大幅度改动和随之而来的风险,也许同时也反映出java Bytecode规范在设计之初的先天不足;C#则大刀阔斧,连CLR一起改以支持更彻底的泛型。换句话说,在泛型这一点上,C#更加C++。【2】

当定义泛型的时候,都会为其创建一个raw type。Raw type的名字,就是擦除type参数的泛型type,例如考虑泛型Pair类:

public class Pair<T>{   
  private T first;   
  public Pair(T first) { 
    this.first = first;
  }   
  public T getFirst() { return first; }   
  public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }
}

其raw type为:

public class Pair{   
  private Object first;   
  public Pair(Object first)   {      
    this.first = first;   
  }   
  public Object getFirst() { return first; }   
  public void setFirst(Object newValue) { first = newValue; }
}

数组的特点

  1. 数组创建后大小便固定,但效率更高
  2. 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
  3. 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【3】

注意第二条,可以从core Java文档【1】上找到对应的说明:

An array remembers its component type

泛型数组

回到泛型数组,Type参数在编译阶段被擦除,所以在runtime阶段JVM是看不到<>内的type参数的,也就无法追踪到数组内部保存的元素的具体类型(和数组中的第二个特点相冲突),所以new Pair<String>[10]中的通过type参数附加的类型信息也就失去了意义。例如:

Pair<String> pair = new Pair<String>[10];

在runtime type参数被擦去,

Pair pair = new Pair[10];

那么其是否应接受以下赋值?

pair[0] = new Integer(1);

java为该限制提供了workaround,以保证JVM能正确的获得type参数提供的信息:

Pair[] pairs = (Pair<String>[])new Pair[10];

对此,core java【1】中也有明确的说明:

You Cannot Create Arrays of Parameterized Types... Note that only the creation of these arrays is outlawed. You can declare a variable of type Pair<String>[]. But you can’t initialize it with a new Pair<String>[10].

结论:

泛型数组的应用比较复杂,如果没有更好的方案,则必须考虑如何让JVM能够追踪到目标数组的type 参数信息。
其实一般情况下,都有更好的方案:想要用泛型数组的时候,还是老老实实用ArrayList吧!【4】

【1】Core java Volume I Fundamentals Eleventh Edition Chapter 8
【2】java为什么不支持泛型数组?
【3】Java 泛型总结(二):泛型与数组
【4】Java 为什么不支持泛型数组

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