Java 协变数组类型

Posted 2022-01-24 Acx7

问题

  假设现在有 Person 类和 Employee 类，假设 Employee IS-A Person，那么，这是不是意味着数组 Employee[ ] IS-A Person[ ] 呢？换句话说，如果一个例程接受 Person[ ] 作为参数，我们能不能把 Employee[ ] 作为作为参数来传递呢？

思考

  乍一看，似乎 Employee[ ] 就应该和 Person[ ] 类型兼容。举个例子，假设除了 Employee 外，还有 Student IS-A Person，并假设 Employee[ ] 和 Person[ ] 是类型兼容的，此时考虑如下语句：

// 以下代码正常运行
Person[] arrayP1 = new Person[5];
arrayP1[0] = new Employee();
arrayP1[1] = new Student();

// 既然 Employee[] IS-A Person[]
// 那么意味着可将new Person[5]换为new Employee[5]
Person[] array = new Employee[5];
array[0] = new Employee();
array[1] = new Student();// ArrayStoreException

  array[0] 成功引用一个 Employee，array[1] 本来应该引用一个 Employee，却引用了一个 Student，可是 Student IS-NOT-A Employee，这样就造成了类型混乱，又因为不存在类型转换，Java 虚拟机不能抛出 ClassCastException 异常。

Java 协变数组类型

  避免上述问题最容易的方法是设定这些数组不是类型兼容的，可是，在 Java 中数组却是类型兼容的，这叫做协变数组类型。在 Java 中，每个数组都明了它所允许存储的对象类型，并且会在运行时做类型检查(这也是为什么不能创建泛型数组的原因，数组创建时必须知道确切类型)。如果像上面一样将一个不兼容的类型插入数组中，那么虚拟机将抛出一个 ArrayStoreException 异常。
  数组记得它内部元素的具体类型，并且会在运行时做类型检查。这就是当初敢于把数组设计成协变的原因，这也是为什么容器 Collection 不能设计成协变的原因(Collection 不做运行时类型检查)。

一点历史

  因为 JDK 1.5 之前还没有泛型，但很多代码迫切需要泛型来解决问题，就只能使用协变数组解决。这是对早期没有泛型的妥协，《Effective Java》中明确地指出，Java 允许数组协变是 Java 的缺陷。