数组如何在Java中“记住”它们的类型？

Question

考虑以下代码：

class AA { }

class BB extends AA { }

public class Testing {

    public static void main(String[] args) {
        BB[] arr = new BB[10];
        AA[] arr2 = arr;

        BB b = new BB();
        AA a = new AA();
        arr2[0] = a; // ArrayStoreException at runtime
        arr2[1] = b;

        List<BB> listBB = new ArrayList<>();
        List listAA = listBB;
        listAA.add("hello world.txt");

    }
}

在上面的例子中，当我尝试arr2[0]=a时，我得到了ArrayStoreException。这意味着数组会记住它必须接受的类型。但是列表不记得它们。它只是简单地编译并运行良好。当我检索对象BB时，将抛出ClassCastException。

所以问题是：

>

数组如何记住它的类型（我知道它被称为“具体化”）。这到底是怎么发生的？

为什么只有数组被赋予这种能力，而不是ArrayList，尽管它在引擎罩下使用数组。

为什么不能在编译时检测到ArrayStoreException，即当我检测到arr2[0]=a时，它可能会导致编译器错误，而不是在运行时检测到它。

谢谢。

Answer 1

数组确实显式地记住它们的类型，您甚至可以在运行时获得它（array.getClass（）. getComponentType（））。

在存储到阵列时，VM将检查要存储的元素是否与阵列的组件类型兼容。如果不是，则会得到ArrayStoreException。

集合（作为ArrayList）在内部将其支持数组声明为Object[]，因此它们可以存储任何内容，甚至是它们的泛型定义不允许存储的类型。

Answer 2

1.每次将值存储到数组中时，编译器都会插入一个检查。然后在运行时验证值的类型是否等于数组的运行时类型。

2.引入了泛型。泛型是不变的，可以在编译时验证。（在运行时，泛型类型被擦除）。

3、以下是一个失败案例的例子（来自维基百科）：

// a is a single-element array of String
String[] a = new String[1];

// b is an array of Object
Object[] b = a;

// Assign an Integer to b. This would be possible if b really were
// an array of Object, but since it really is an array of String,
// we will get a java.lang.ArrayStoreException.
b[0] = 1;

编译器无法检测到第三条语句是否会导致ArrayStoreException。关于第三条语句，编译器看到我们正在向对象[]数组添加一个整数。这是完全合法的。

背景/推理（来自维基百科）

Java和C的早期版本不包括泛型（也称为参数多态性）。在这样的设置中，使数组不变就排除了有用的多态程序。例如，考虑编写一个函数来洗牌一个数组，或者编写一个函数来使用对象测试两个数组是否相等。元素上的等于方法。实现不依赖于存储在数组中的元素的确切类型，因此应该可以编写一个在所有类型的数组上工作的函数。类型的函数很容易实现

boolean equalArrays (Object[] a1, Object[] a2);
void shuffleArray(Object[] a);

但是，如果数组类型被视为不变量，则只能对类型为Object[]的数组调用这些函数。例如，不能洗牌字符串数组。

因此，Java和C#都协变地处理数组类型。例如，在C#中，字符串[]是对象[]的子类型，在Java字符串[]是对象[]的子类型

Answer 3

>

与泛型不同，数组的类型信息存储在运行时。从一开始，这就是Java的一部分。在运行时，AA[]可以与BB[]区分开来，因为JVM知道它们的类型。

一个ArrayList（和集合框架的其余部分）使用泛型，这会受到类型擦除的影响。在运行时，泛型类型参数不可用，因此ArrayList

编译器只知道arr2是一个AA[]。如果您有一个AA[]，编译器只能假设它可以存储一个AA。编译器不会检测到类型安全问题，因为您将AA放置在真正的BB[]中，因为它只看到AA[]引用。与泛型不同，Java数组是协变的，因为BB[]是AA[]，因为BB是AA。但这引入了您刚刚演示的可能性-ArrayStoreException，因为arr2引用的对象实际上是BB[]，它不会处理AA作为元素。