為什么Java ArrayList使用每個元素的轉換而不是每個數組的轉換？

Question

Java的ArrayList<T> （可能還有很多其他類）中發生的事情是內部Object[] array = new Object[n]; ，寫入T對象。 每當從中讀取一個元素時，一個強制轉換return (T) array[i]; 已經完成了。 所以，每次閱讀時都要施展。

我想知道為什么這樣做。 對我來說，似乎他們只是做了不必要的演員表。 創建一個T[] array = (T[]) new Object[n];是不是更合乎邏輯，也更快一點T[] array = (T[]) new Object[n]; 然后只return array[i]; 沒有演員？ 這只是每個數組創建一個強制轉換，通常遠遠小於讀取次數。

為什么他們的方法是首選的？ 我不明白為什么我的想法不是更嚴格？

Answer 1

它比這更復雜：泛型以字節代碼擦除， T[]的擦除是Object[] 。 同樣， get()的返回值變為Object 。 為了保持類型系統的完整性，在實際使用類時插入檢查的強制轉換，即

Integer i = list.get(0);

將被刪除

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

既然如此，ArrayList中的任何類型檢查都是多余的。 但它確實不重要，因為(T)和(T[])都是未經檢查的強制轉換，並且不會產生運行時開銷。

可以編寫一個檢查過的ArrayList：

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

這樣可以防止堆污染 ，但代價是冗余類型檢查（你無法抑制調用代碼中的合成轉換）。 它還需要調用者為ArrayList提供元素類型的類對象，這會使其api變得混亂並使其在通用代碼中更難使用。

編輯：為什么禁止創建通用數組？

一個問題是檢查數組，而未檢查泛型。 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，陣列的組件類型很重要。 我假設這就是Java語言的設計者要求我們明確使用哪種組件類型的原因。

Answer 2

每當從中讀取一個元素時，一個強制轉換return (T) array[i]; 已經完成了。 所以，每次閱讀時都要施展。

Generic是編譯時檢查。 在運行時，使用類型T extends代替。 在這種情況下， T隱式extends Object因此您在運行時所擁有的是有效的。

return (Object) array[i];

要么

return array[i];

創建一個不是更合乎邏輯，也更快一點

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

並不是的。 在運行時再次成為

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

要么

Object[] array = new Object[n];

你真正釣魚的是

T[] array = new T[n];

除了這不編譯，主要是因為T在運行時不知道。

你能做的是

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

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

只有這樣，數組實際上才是預期的類型。 這可以使讀取速度更快，但代價是寫入。 主要的好處是快速檢查失敗，即你會阻止一個集合被破壞，而不是等到你發現它被破壞后拋出異常。

Answer 3

我認為更多的是代碼風格而不是性能或類型安全（因為支持數組是私有的）

java 5 ArrayList實現方式與您對E[]數組的建議方式相同。 如果您查看源代碼，您會看到它包含7個（E []）強制轉換。 從java 6開始， ArrayList更改為使用Object[]數組，該數組僅導致3（E）個轉換。

Answer 4

數組也是對象。 這里T[] array = (T[]) new Object[n]你只投射（T []）對象類型而不是數組中的元素。