[Java菜鸟系列] 泛型数组的问题是「体制」问题

J006-[Java菜鸟系列] 泛型数组的问题是「体制」问题菜鸟：Java为什么不支持泛型数组？老湿：上一次提到，为了兼容性，泛型只存在于编译器中，在虚拟机中，泛型参数被擦除，泛型变为原始类型。这被称为类型擦除，由此会导致一系列的问题，这些内容在任何一本Java的书上都能找到。但是，书中解释的确不好理解，尤其是泛型和数组混合使用的问题。为啥这么难理解?很普遍的一种解释以下内容摘自《疯狂 Java 讲义(第三版)》(P354) 。《Java 核心技术 卷I》 以及很多文章也使用了类似案例和解释。书中案例如下： public static void main(String[] args) { //下面代码实际上是不允许的 List<String>[] Isa = new List<String>[10]; Object[] oa = (Object[])Isa; List<String>[] oa =Isa; List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); li.add(new Integer(3)); String s = Isa[1].get(0); //① }书中解释如下：如果代码是合法的，势必在①处引发运行时异常，这就违背了 Java 泛型的设计原则。重点问题没有说这种解释是说得通的。但第一次看到的时候，我不知道他在讲什么。因为，“这就违背了 Java 泛型的设计原则"这句话实在是太哲学了，如果不讲清楚，原则被违背的细节，那么是理解不了的。说难听一点，这就是典型的"正确的废话”。就好比你在路上开着车被交警给拦下来了，然后发生以下对话。交警：你刚刚时速 50KM/h ，超速了，扣三分，罚款 200。斯基：这是高速路啊，为啥别的高速都限速 100KM/h，你们这里限速 50KM/h ?为啥你们这么特殊呢?交警：因为这违反了《交通法》原则。斯基：。。。。。。。这他娘的不是废话吗?老资知道犯法了，问你犯法为何，你说犯法是因为违反了法律的原则。此时此刻 斯基 是这么想的深深地误解了相信很多人看到这种解释的时候，都会有这样一个理解：哦哦，这是因为"泛型"设计的太烂，前天学 C++ 的小丽就告诉我，Java是"伪泛型"，老湿还给Java洗地，今天看你怎么洗地。呸！呸！呸！呸！呸！本人水平有限，不敢这么说，但是《Effective Java》上面也是这么说的，我只是用原生中文解释一下。以下为原文：你可能认为，这意味着泛型是有缺陷的， 但实际上可以说数组才是有缺陷的。-《Effective Java》中文版 P105 (第25条：列表优先于数组)Java的原则是什么首先问一个问题，Java属于什么类型语言?答案很明确，Java是强类型(类型安全)，类型检查是静态。什么是强类型?强弱类型的区别在于对待"类型错误"的态度。强类型指的是，不容忍隐式类型转换，而且"类型错误"不能被捕获，一旦出错程序立即停止运行。弱类型中能容忍隐式转换，对于"类型错误"也宽松，你可以 try catch 就了事了，不用非要停止运行。这就好比，小商小贩卖点东西在美帝是没问题的，有点纠纷那属于民事诉讼，甚至私了就行了；到天朝性质变了，那叫投机倒把，最高可以是死罪。什么是静态?动态静态的区别在于检查"类型错误"的时机。静态类型是指的，对于"类型错误"，尽量在编译时期就查出来；动态类型在编译的时候是不查的，实际运行之后才查。这就好比，我国工商曾是"审批制"，办事先要一摞证明；其他一些国家是"备案制"为主，也就是先相信大家是好同志，有问题之后再说。金无足赤1.体制有很多种，不能泛泛的说谁好谁坏，只有在具体情况下谁更合适。2.“鱼和熊掌不可兼得”。“方便灵活"和"安全可靠"往往就是一对矛盾体。3.“体制"不是非黑即白的。这就好比，我国和朝鲜都是社会主义国家，但是体制一样吗?明显不一样的。有 Java 特色的强类型体制以下内容无可靠信源，容易出错误，谨慎参考Object 的体制从图上你可以看到，其实 Java 并不是完全的"强类型和静态的”。为什么呢?Object 作为根类是可以容纳任何其他引用类型的，而且这个过程是"隐式转换"的，在这里，Java为了灵活性牺牲了一定的安全性，所以不那么"强类型”。但是，为了保住颜面，只要你反过来赋值，Java 打死也不会都帮你"隐式转换"的，必须要你手动"强制转型"，“强制转型"是运行时的，所以也不那么"静态”。这样虽然不安全，但是很方便。为什么不安全?说到底，你还是不知道 Object 里面到底是什么玩意，但是起码背锅的就不是 Java 了，因为是你手动转换的。 Object s = new StringBuffer(“Test.txt”); String fileName = (String)s;虽然，Object 和 隐式转型 牺牲了"安全性"提升了"灵活性"，但是你能说 “Java 不是强类型"吗，这叫做"有Java特色的强类型体制”。还没懂的，你可以看下面这个例子。改革开放初期，朝鲜同志们批评我们是犯了修正主义错误，邓小平同志是这么回应的。社会主义也可以搞市场经济 - 邓小平泛型在设计 集合类 时候，这种体制出现了弊端，由于集合类的目的就是存储各种对象，所以强制转型成了家常便饭，这个"安全性"问题被放大了。Java SE 5 上进行了大胆的创新，引入泛型<>，泛型是企图在编译期间就检查类型，所以弥补了 Object 留下的大坑。Java 泛型的设计原则回到之前那个问题，“Java 泛型的设计原则"是什么?原则就是"在使用集合的场景下，尽可能的增加安全性”。“为什么泛型和数组一起用安全性就被损害了”?，解释这个终极问题之前，我们先看看数组的体制。Object[] 的体制先来看一下这个语句，你认为可以正常运行吗?String[] Isa = new String[2];Object[] oa =Isa;答案是"可以的"，这也被称为"协变性"，之所以这么搞，还是为了"灵活性"而牺牲"安全性"。这种搞法解决了 Java 初期泛型还没有诞生时的很多程序设计问题。在之前的时候，虽然Object的强制转型很蛋疼，一不小心就有错误，但是起码还是可以写对的吧。 Object s = new StringBuffer(“Test.txt”); String fileName = (String)s; //错了 StringBuffer fileNameBuffer = (StringBuffer)s;//回去一看，发觉是StringBuffer，又改对了 但是如果 Object[] 这么搞了，那么就完蛋了。 public static void main(String[] args) { String[] Isa = new String[2]; Object[] oa = Isa; oa[1] = new StringBuffer(“MyString”); String s = Isa[1]; //错 StringBuffer sB = (StringBuffer)Isa[1]; //错 StringBuffer sBB = Isa[1]; //错 }只要先用点小花招，把 String[] 赋值给 Object[] ，那么就可以绕过编译检查。如果 只是 Object那么问题好解决，用强制转型就可以。但是，Object 和 [] 在一起就完蛋了，数组认为里面的东西是String (其实已经被猪队友Object调包了)，显然 String 无法强制转型成 StringBuffer ，结果就怎么做都是错的。咦，你看着是不是有点熟?对，这就是之前的"很普遍的一种解释"，虽然这里把创建泛型数组给换成创建StringBuffer了，但是依然是不对的。所以泛型固然有问题，但是更大的问题在于Object[]。为什么这个问题没人管?因为"积重难返"，当泛型出现的时候，Object[] 的很多功能其实可以被替代，这个妥协的设计应该是可以退休的。但是由于底层的各种代码都是用这个机制写的，根本就不可能重构，固然就留下来了。泛型和数组水火不容的终极答案因为Object[]这东西本身安全性问题很大。如果不和Object[]在一起，泛型就可以保证在大量对象读写的集合类中始终保持高安全性，在编译时期就可以检查出类型的问题；但是只要和Object[]在一起，那么编译的检查就可以被绕过，安全性就又被损害了。“泛型"就是为了解决安全性问题的，Object[]这么不安全的家伙，和"泛型"混在一起没有任何好处。泛型和数组的和谐相处之道已经是骑虎难下，但两边利益都很大，那么终极杀招就出来了，一国两制。具体实施细节是这样的，数组建立的时候需要知道类型，那么就在数组建立时检查它，一旦发现类型为泛型，那就直接拒绝。非要用还是有办法的既然检查是在"数组建立时"进行的，那么只要"数组建立时"没有泛型，就可以成功绕过检查。其实这个和 Object 问题的解决之道是一样的，那就是强制转型。在网上我找了个例子，放在这下面了。@SuppressWarnings(“unchecked”) static final int SIZE = 100; static Pair<Integer>[] gia;// @SuppressWarnings(“unchecked”) public static void main(String[] args) { // Compiles; produces ClassCastException: //! gia = (Pair<Integer>[])new Object[SIZE]; // Runtime type is the raw (erased) type: gia = (Pair<Integer>[])new Pair[SIZE]; System.out.println(gia.getClass().getSimpleName()); //安全性依然还是那样，依然可以偷换成功。不过由于是你自己"强制转型"的，这锅Java不背罢了 Object[] go = gia; go[1] = new Pair<Double>(); gia[0] = new Pair<>(); //! gia[1] = new Object(); // Compile-time error // Discovers type mismatch at compile time: //! gia[2] = new Pair<Double>(); Pair<Integer> g = gia[0]; }这么绕过检查机制，安全性并不会有提高，依然可以偷换成功。不过由于是你自己"强制转型"的，这锅 Java 不背罢了。虽然一国两制，不能随便去香港，但是你可以办通行证的。总结之所以两者不能一起用是因为：体制是有冲突的，如果一起用，就违背了"设计出泛型来提高集合类提高安全性"的初衷。所以，Java的设计者们英明的实行了一国两制，让数组不接受泛型，成功的解决了体制不一致问题。有没有两全其美的办法最安全的方案是用 集合类 代替 数组。因为 集合类 本身就是泛型实现的，他们体制是一样的。如果需要收集参数化类型对象， 只有一种安全而有效的方法： 使用 ArrayList:ArrayList<Pair<String>>。 - 《Java 核心技术 卷I》End心如止水是Java/AHK持续学习者，欢迎您来和我探讨Java/AHK问题 ^_^GitHub欢迎您来访问我的GitHub，在这里您可以看到我的代码分享，关注我的最新动态。更多文章：[Java菜鸟系列] 红警思维看"泛型”[Java菜鸟系列] 协议与回调[Java菜鸟系列] 内部类与lambda表达式参考资料：《Java 核心技术》《Effective Java》《疯狂 Java 讲义》Java中，数组为什么要设计为协变？弱类型、强类型、动态类型、静态类型语言的区别是什么？How to create a generic array in Java? 如何在 Java 中创建通用数组？)版权声明：该文章版权系“心如止水”所有，欢迎分享、转发，但如需转载，请联系QQ：2531574300，得到许可并标明出处和原链接后方可转载。未经授权，禁止转载。版权所有 ©心如止水 保留一切权利。