通过未经检查的类型转换在Java中创建通用数组

Question

如果我有泛型类Foo<Bar>，则不允许创建如下数组：

Bar[] bars = new Bar[];

（这将导致错误“无法创建Bar的通用数组”）。

但是，正如 dimo414
在回答该问题（Java如何：创建通用数组）中所建议的那样，我可以执行以下操作：

Bar[] bars = (Bar[]) new Object[];

（这将“仅”生成警告：“类型安全：未经检查从Object []到Bar []的转换”）。

在回应 dimo414
回答的评论中，有人声称使用此构造可能在某些情况下引起问题，而其他人则说这很好，因为对数组的唯一引用是bars，它已经是所需类型了。

我有些困惑，在哪种情况下还可以，并且在什么情况下会给我带来麻烦。例如， newacct 和 Aaron McDaid
的评论似乎彼此矛盾。不幸的是，原始问题中的评论流仅以未回答的“为什么此’不再正确’？”结尾，所以我决定对此提出一个新问题：

如果bars-array仅包含类型的条目Bar，那么在使用数组或其条目时是否还会存在运行时问题？还是唯一的危险，那就是在运行时我可以将数组从技术上讲转换为其他内容（例如String[]），然后允许我用非类型的值填充它Bar？

我知道我可以使用它Array.newInstance(...)，但是我对上面的类型转换构造特别感兴趣，因为，例如，在GWT中，newInstance(...)-option不可用。

Answer 1

自从我在问题中被提及以来，我会插话。

基本上，如果不将此数组变量暴露给类的外部对象，则不会造成任何问题。（有点像，在拉斯维加斯发生的事情留在拉斯维加斯。）

数组的实际运行时类型为Object[]。因此将其放入类型变量Bar[]实际上是一个“谎言”，因为Object[]它不是Bar[]（除非Object是Bar）的子类型。但是，如果该谎言停留在班级内部，则可以，因为它Bar已被删除到Object班级内部。（下界的Bar是Object在这个问题上，在下界的情况Bar是另一回事，更换所有出现Object在这次讨论与任何该界是。）但是，如果这个谎言被莫名其妙地暴露于外（最简单的示例bars直接将变量作为type
返回Bar[]，则将导致问题。

要了解实际情况，有和没有泛型的代码都具有启发性。只需删除泛型并在正确的位置插入强制类型转换，即可将任何泛型程序重写为等效的非泛型程序。这种转换称为
类型擦除 。

我们考虑使用的简单实现Foo<Bar>，其中包含用于获取和设置数组中特定元素的方法，以及用于获取整个数组的方法：

class Foo<Bar> {
    Bar[] bars = (Bar[])new Object[5];
    public Bar get(int i) {
        return bars[i];
    }
    public void set(int i, Bar x) {
        bars[i] = x;
    }
    public Bar[] getArray() {
        return bars;
    }
}

// in some method somewhere:
Foo<String> foo = new Foo<String>();
foo.set(2, "hello");
String other = foo.get(3);
String[] allStrings = foo.getArray();

类型擦除后，将变为：

class Foo {
    Object[] bars = new Object[5];
    public Object get(int i) {
        return bars[i];
    }
    public void set(int i, Object x) {
        bars[i] = x;
    }
    public Object[] getArray() {
        return bars;
    }
}

// in some method somewhere:
Foo foo = new Foo();
foo.set(2, "hello");
String other = (String)foo.get(3);
String[] allStrings = (String[])foo.getArray();

因此，班级内不再有演员表。但是，在调用代码中有强制转换-
当获取一个元素并获取整个数组时。获得一个元素的强制转换应该不会失败，因为我们只能放入数组中Bar，所以我们唯一也可以取出Bar。但是，由于数组具有实际的运行时类型，因此在获取整个数组时进行强制转换将失败Object[]。

非一般性地写，正在发生的事情和问题变得更加明显。尤其令人困扰的是，强制转换失败不会发生在我们使用泛型编写强制转换的类中，而是发生在使用我们类的其他人的代码中。该其他人的代码是完全安全无辜的。当我们在泛型代码中进行转换时，也不会发生这种情况，而是稍后有人在getArray()没有警告的情况下调用它。

如果我们没有此getArray()方法，则此类将是安全的。用这种方法，是不安全的。什么特征使其不安全？它bars以type
返回Bar[]，这取决于我们之前所做的“谎言”。由于谎言不是真的，因此会引起问题。如果该方法改为将数组返回为type
Object[]，那么它将是安全的，因为它不依赖于“ lie”。

人们会告诉您不要像这样进行强制转换，因为它会导致意外异常（如上所示），而不是未经检查的强制转换的原始位置，导致强制转换异常。编译器不会警告您这getArray()是不安全的（因为从它的角度来看，给定您所告诉的类型，它是安全的）。因此，这取决于程序员对这种陷阱的勤奋工作，而不是以不安全的方式使用它。

但是，我认为这在实践中并不是一个大问题。任何设计良好的API都不会将内部实例变量暴露给外部。（即使有一种方法将内容作为数组返回，它也不会直接返回内部变量；而是会复制它，以防止外部代码直接修改该数组。）因此，getArray()无论如何都不会实现任何方法。