使用 Java 泛型进行实验

Question

我在玩一点java泛型，我遇到了这段代码，我很困惑为什么会这样。

我将第二个参数

K

作为

Integer

传递，并且在泛型方法中我将

float

转换为我的

K

类型，并且在

main()

中我将其接收为

Integer

,

在我的代码检查器中，我看到

Float

数字完全位于我的列表中（在转换为

Integer

后没有被截断），它是

Integer

类型，但是当我尝试选择元素将其保存在

Integer

中时它给出的变量

ClassCastException

.

有人可以解释一下泛型出了什么问题吗，这样它并不能让我们免于抛出异常。

注意：当我从签名中删除第二个参数

K

时，我就遇到了这种情况，因此不会有任何定义类型的

K

，在这种情况下，我认为Java会使其成为

Object

，然后我们可能会被强制转换例外，但为什么在这种情况下，当我也传递

K

类型时。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IntegerPrinter {

    Integer item;
    
    public void  print() {
        System.out.println(item);
    }
    
    public <T,K> List<K>  anyPrint(List<T> num,K lo) {
        List<K> mylist = new ArrayList<>();
        mylist.add( (K) new Float(2.99f));
        return mylist;
    }

    public  IntegerPrinter(Integer item) {
        this.item = item;
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class GenericsInAction {

    public static void main(String[] args) {
        IntegerPrinter oldPrinter = new IntegerPrinter(188);
        oldPrinter.print();
        List<Integer> dates = oldPrinter.anyPrint(new ArrayList<Integer>(),7);
        Integer x = dates.get(0);
        
        
    }
}

Answer 1

我将代码压缩为基本部分，并对其进行了轻微修改以突出显示重要的行为：

class Ideone {
  public static void main(String[] args) {
    List<Integer> dates = new IntegerPrinter().anyPrint(7);
    System.out.println(dates.get(0)); // succeeds
    Integer x = dates.get(0);         // Line 8, throws
  }
}

class IntegerPrinter {
  public <K> List<K> anyPrint(K lo) {
    List<K> mylist = new ArrayList<>();
    mylist.add((K) Float.valueOf(2.99f));
    return mylist;
  }
}

执行时，该程序将产生以下输出：

2.99
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class java.lang.Float cannot be cast to class java.lang.Integer (java.lang.Float and java.lang.Integer are in module java.base of loader 'bootstrap')
    at Ideone.main(Main.java:8)

Ideone.com

演示

现在，让我们逐步浏览代码并尝试了解发生了什么。

这一行：

mylist.add((K) new Float(2.99f));

基本上告诉编译器“不关心类型，我们（作为程序员）保证它是一个

K

，将其视为

K

”。

然后，如果我们深入挖掘，我们会发现

ArrayList

使用

Object[]

作为支持数据结构。所以这里有一个问题，背衬

Object[] elementData

可以存储所有东西。

当我们开始检索元素时，事情变得很奇怪。 JLS 对于这些情况下的类型断言有些模糊（我认为它们包含在§5.1.5和§5.1.6.3下，但我不完全确定）。它基本上是说“编译器必须断言类型，但仅在必要时”。

因此，如果我们从

List<Integer>

中检索一个元素，那么它显然不是

Integer

，而是传递给可以处理

Object

的方法，则不需要类型断言。这里的情况正是如此：

System.out.println(dates.get(0));

System.out

中最接近的签名匹配是

println(Object)

方法。这就是 JLS 中的情况，§5.1.5：扩大转换，它永远不会抛出。

另一方面，如果我们现在尝试检索

Integer

并尝试将其存储在

Integer

中：

Integer x = dates.get(0);

现在，类型检查已经到位。事实上，如果我们检查程序的输出，我们会看到发生了

System.out.println(...)

，但是对

int

变量的赋值是触发

ClassCastException

的语句。这是 JLS，§5.1.6.3 中描述的情况：运行时的缩小转换（来自

ArrayList

的

elementData(int)

方法）。

---

脚注

泛型无疑是 JLS 中最复杂和令人困惑的部分之一，即使不是最复杂和令人困惑的部分。我尽最大努力在相关部分引用 JLS，这可能会被错误引用。我也知道这个问题以前被问过，但我找不到重复的问题。

Answer 2

ArrayList

是泛型类型，其类型擦除为

java.lang.Object

，因此这就是列表中存储的内容。您可以将类型擦除视为运行时类型，即“真实”类型，而不是编译器知道的编译时类型。程序运行时，

ArrayList

中可以存储任何类型。恰好

anyPrint

中 K 的类型擦除也是

java.lang.Object

，因为类型 K 没有界限。该方法对于所有用途都编译一次，并且它必须能够接受任何类型K. 因此，当编译

anyPrint

的代码时，

mylist.add( (K) new Float(2.99f));

行中对 K 的强制转换将被忽略，因为 K 的类型擦除是

java.lang.Object

。投射到

java.lang.Object

是无用且毫无意义的。它编译为

mylist.add(new Float(2.99f));

并且代码将

java.lang.Float

类型的对象插入到

java.lang.Object

类型的列表中。此外，Java 中对对象类型的强制转换只是确保对象具有正确的类型，它不会更改对象的值，就像对基本类型的强制转换一样。所以你没有理由相信 2.99f 的值会改变。

GenericsInAction

是单独编译的。

K 的参数化类型是

java.lang.Integer

的

main

方法中的

GenericsInAction

，因为你传入的

7

会通过自动装箱转换为

java.lang.Integer

，以兼容

 的类型擦除java.lang.Object

在

anyPrint

。因此，当编译该

main

方法时，编译器会在调用

dates.get

之后插入一个运行时检查（即检查转换），该检查确保对

dates.get(0);

日期的调用返回类型为

 的对象java.lang.Integer

，因为 K 的类型必须是

java.lang.Integer

内部

main

。由于您将

java.lang.Float

插入到列表中，因此运行时检查失败并抛出

ClassCastException

。