为什么Java ArrayList使用每个元素的转换而不是每个数组的转换？

Question

Java的ArrayList<T> （可能还有很多其他类）中发生的事情是内部Object[] array = new Object[n]; ，写入T对象。 每当从中读取一个元素时，一个强制转换return (T) array[i]; 已经完成了。 所以，每次阅读时都要施展。

我想知道为什么这样做。 对我来说，似乎他们只是做了不必要的演员表。 创建一个T[] array = (T[]) new Object[n];是不是更合乎逻辑，也更快一点T[] array = (T[]) new Object[n]; 然后只return array[i]; 没有演员？ 这只是每个数组创建一个强制转换，通常远远小于读取次数。

为什么他们的方法是首选的？ 我不明白为什么我的想法不是更严格？

Answer 1

它比这更复杂：泛型以字节代码擦除， T[]的擦除是Object[] 。 同样， get()的返回值变为Object 。 为了保持类型系统的完整性，在实际使用类时插入检查的强制转换，即

Integer i = list.get(0);

将被删除

Integer i = (Integer) list.get(0);

既然如此，ArrayList中的任何类型检查都是多余的。 但它确实不重要，因为(T)和(T[])都是未经检查的强制转换，并且不会产生运行时开销。

可以编写一个检查过的ArrayList：

T[] array = Array.newInstance(tClass, n);

这样可以防止堆污染 ，但代价是冗余类型检查（你无法抑制调用代码中的合成转换）。 它还需要调用者为ArrayList提供元素类型的类对象，这会使其api变得混乱并使其在通用代码中更难使用。

编辑：为什么禁止创建通用数组？

一个问题是检查数组，而未检查泛型。 那是：

Object[] array = new String[1];
array[0] = 1; // throws ArrayStoreException

ArrayList list = new ArrayList<String>();
list.add(1); // causes heap pollution

因此，阵列的组件类型很重要。 我假设这就是Java语言的设计者要求我们明确使用哪种组件类型的原因。

Answer 2

每当从中读取一个元素时，一个强制转换return (T) array[i]; 已经完成了。 所以，每次阅读时都要施展。

Generic是编译时检查。 在运行时，使用类型T extends代替。 在这种情况下， T隐式extends Object因此您在运行时所拥有的是有效的。

return (Object) array[i];

要么

return array[i];

创建一个不是更合乎逻辑，也更快一点

T[] array = (T[]) new Object[n]

并不是的。 在运行时再次成为

Object[] array = (Object[]) new Object[n];

要么

Object[] array = new Object[n];

你真正钓鱼的是

T[] array = new T[n];

除了这不编译，主要是因为T在运行时不知道。

你能做的是

private final Class<T> tClass; // must be passed in the constructor

T[] array = (T[]) Array.newInstance(tClass, n);

只有这样，数组实际上才是预期的类型。 这可以使读取速度更快，但代价是写入。 主要的好处是快速检查失败，即你会阻止一个集合被破坏，而不是等到你发现它被破坏后抛出异常。

Answer 3

我认为更多的是代码风格而不是性能或类型安全（因为支持数组是私有的）

java 5 ArrayList实现方式与您对E[]数组的建议方式相同。 如果您查看源代码，您会看到它包含7个（E []）强制转换。 从java 6开始， ArrayList更改为使用Object[]数组，该数组仅导致3（E）个转换。

Answer 4

数组也是对象。 这里T[] array = (T[]) new Object[n]你只投射（T []）对象类型而不是数组中的元素。