Java数组与泛型的区别

Question

假设有一个超类America和它的两个子类SouthAmerica和NorthAmerica。

第一种情况

对于数组：

America[] am = new SouthAmerica[10]; //why no compiler error
am[0]= new NorthAmerica();    //ArrayStoreException at RunTime

情况二

在泛型中：

ArrayList<America> ame = new ArrayList<SouthAmerica>(); //this does not compile

我的问题不是为什么第二种情况不能编译，而是为什么第一种情况可以编译。我的意思是，除了基本的数组类型和子数组对象之外，还有什么可以做到这一点？

- Sachin Verma

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相关链接：https://dev59.com/vmjWa4cB1Zd3GeqPu-Tv#12605337 - Brian

Answer 1

这是因为数组具有协变性。

这种数组行为在很大程度上被认为是一个错误：

String[] strings = new String[1];
Object[] objects = strings;
objects[0] = new Integer(1); // RUN-TIME FAILURE

通用集合 - 作为较新的设计，已修复该错误。

您可以使用有限制的通配符符号 <? super America>:

ArrayList<? super America> = new ArrayList<SouthAmerica>();

这将允许您向列表中添加项目，但将避免问题行为。

请查看官方教程中如何使用通配符的此处链接。

- Benjamin Gruenbaum

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这个错误是 Sun 公司为了像 Arrays.sort(any_array) 这样的方法而犯的吗？ - Sachin Verma

我不认为这是一个错误；数组是协变的，而泛型类则不是，这是为了向后兼容而导致的。这也解释了为什么列表有一个专门的.toArray()方法，以便在运行时要求“类型安全”的数组。 - fge

当我提到“错误”时，我指的是事后看来的错误。我认为，如果Gosling在设计Java时考虑到泛型，数组协变就不会出现。以他的位置，设计一种没有泛型的语言似乎是合理的行为。在我之前对OP的评论中，我讨论了为什么在没有泛型的语言中拥有协变是有益的。这就是为什么其他语言如C#也采用了类似的做法，明确意识到它的问题性质，但同时也解决了它所带来的问题。 - Benjamin Gruenbaum

@BenjaminGruenbaum 嗯，.NET语言有机会从Java的错误中学习；但更广泛地说，Java语言设计者在某个时候必须打破向后兼容性；如果失败，将来推广Java将变得不可持续。 - fge

@PaulBellora 天啊，那个问题居然被忽略了整整一天（附上官方教程链接，解释为什么它不起作用，并在下面提供一个示例说明为什么不应该这样做）？谢谢！ - Benjamin Gruenbaum

Answer 2

您正在做一些错误的事情。根据您所描述的，我们假设有以下内容：

public class Sample {
    public static void main() {
    America am = new SouthAmerica[10];
    }
}
class America {
    private Integer Size;
}
class NorthAmerica extends America {
    private Integer USA;
}
class SouthAmerica extends America {
    private Integer Chile;
}

我尝试编译上述类，但它遇到了错误。

javac Sample.java. 
Sample.java:3: incompatible types
found   : SouthAmerica[]
required: America
America am = new SouthAmerica[10];
1 error

- Deepak

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我只是在参考OP的陈述，他提到它可以编译但实际上不行。 - Deepak

Answer 3

因为数组是协变的，而集合是逆变的。这意味着String[]是Object[]，但List<String>不是List<Object>。因此您应该写成以下形式：

List<? extends America> list = new ArrayList<SouthAmerica>(); 

- Malcolm

Answer 4

案例一: 我猜你的意思是:

America[] am = new SouthAmerica[10]; //why no compiler error

这是有效的，因为am可以持有SouthAmerica数组，因为SouthAmerica扩展了America。

第二行无效，因为数组是SouthAmerica类型，而你试图设置一个NorthAmerica。SouthAmerica不是NorthAmerica的超类。

第一个有效的原因是，之后你可以合法地说：

am=new NorthAmerica[5];

这全部归因于数组的协方差属性。

情况2：尽管南美洲是美洲的一部分，但通用性并不适用。ArrayList不会像暗示那样扩展ArrayList。泛型（即使在这种情况下它是一个ArrayList）的行为方式与完整数组不同。

- nanofarad