将超类型的数组强制转换为子类型

Question

将超类型的数组强制转换为子类型

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这为什么在Java中会导致运行时异常而不是编译时错误呢？

Object[] objects = new Object[10];
String[] strings = (String[])objects;

- luke657

3个回答

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因为这是语言规范定义的编译时行为。简而言之，一个 Object[] 可以被强制转换为 String[] 而不会生成编译时错误，因为一个 Object 可以被强制转换为 String 而不会生成编译时错误。

长答案就是我引用了JLS的内容。来自Java语言规范 § 5.5.1. 引用类型转换：：

给定编译时引用类型S（源）和编译时引用类型T（目标），如果遵循以下规则没有编译时错误，则从S到T存在强制类型转换。
...
如果S是数组类型SC[]，即类型为SC的组件的数组：
...

如果T是数组类型TC[]，即类型为TC的组件的数组，则除非以下情况之一成立，否则会发生编译时错误：

TC和SC是相同的基本类型。

TC和SC都是引用类型，并且类型SC可以进行强制类型转换以变成TC。

在该部分有关强制类型转换的前面规则中，Object可以进行强制类型转换为String。

如果S是一个类类型：

- 如果T也是一个类类型，那么要么|S| <: |T|，要么|T| <: |S|。否则，会在编译时出现错误。

只是以防你想知道：

- 如果符合§5.5.1.中的规则，引用类型的表达式可以进行强制转换为另一个引用类型，而不会出现编译时错误。

请注意，JLS使用|T|来表示类型T的擦除，同时S :> T表示S和T之间存在超类型关系。因此，“|S|<: |T|或|T|<: |S|”可以理解为“S的擦除是T的子类型、相同类型或超类型”。

- Matt Ball

只是出于好奇...关于我可以编译这个的事实：StringBuilder sb = new StringBuilder(); Object o = sb; Integer i = (Integer) o; 你能解释一下为什么吗？这似乎表明上面的情况不是一个特例...但我肯定是理解错了什么。 - jahroy

@jahroy的回答已经被大幅编辑，但第二个引用涵盖了这一点。 - Matt Ball

嗯...希望我知道那个符号。但是我真的不明白它怎么应用...我在我的小例子中并没有尝试将其转换为字符串。我试图将一个StringBuilder转换为整数（这在运行时不起作用，但可以编译）。如果你不想回答也没关系...只是好奇。 - jahroy

@jahroy 刚刚添加了符号说明的解释，因为我自己一开始也没看懂。JLS并不要求编译器那么聪明。在您的中间转换为 Object 会让编译器感到困惑。如果您真的想理解它，请花时间仔细阅读JLS §5.5.1和5.5.2。 - Matt Ball

这个回答引出了一个问题。它实际上可以应用于关于Java行为的任何问题：“为什么当我尝试取消引用包含null的变量时，Java会抛出NullPointerException？因为JLS规定必须这样做。”归根结底，关于Java为什么执行某些由JLS指定的操作的问题应该被解释为为什么JLS以特定的方式编写，否则就没有意义。 - Jules

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强制类型转换是Java提供的一项基本不安全的功能，旨在提高灵活性。如果编译器设置正确，则该代码会生成“未经检查”的警告。

- torquestomp

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这个回答有些含糊不清。 - Matt Ball

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可以查看英文原文，
原文链接

- Patricia Shanahan · Accepted Answer

必须在运行时进行检查，因为存在以下情况：

public class Test {
  public static void main(String[] args){
    String[] stringsBase = {"aaa", "bbb", "ccc"};
    Object[] objects = stringsBase;
    String[] strings = (String[])objects;
    System.out.println(strings[1]);
  }
}

这是一个有效、可行的程序。如果没有进行流分析，编译器就不知道对象引用的是一个被创建为Object[]的数组，还是像这里一样被创建为String[]。