将 List<SubClass> 转换为 List<BaseClass> 的最有效方法

Posted 2023-02-22

【中文标题】将 List<SubClass> 转换为 List<BaseClass> 的最有效方法

【英文标题】：Most efficient way to cast List<SubClass> to List<BaseClass>

【发布时间】：2011-07-02 05:00:32

【问题描述】：

我有一个List<SubClass>，我想将其视为List<BaseClass>。看起来这应该不是问题，因为将 SubClass 转换为 BaseClass 很简单，但我的编译器抱怨说不可能进行转换。

那么，获取与 List<BaseClass> 相同的对象的引用的最佳方法是什么？

现在我只是制作一个新列表并复制旧列表：

List<BaseClass> convertedList = new ArrayList<BaseClass>(listOfSubClass)

但据我了解，必须创建一个全新的列表。如果可能的话，我想参考原始列表！

【问题讨论】：

你的答案在这里：***.com/questions/662508/…

【参考方案1】：

这种赋值的语法使用通配符：

List<SubClass> subs = ...;
List<? extends BaseClass> bases = subs;

重要的是要意识到List<SubClass> 与List<BaseClass> 是不可互换的。保留对List<SubClass> 的引用的代码将期望列表中的每个项目都是SubClass。如果代码的另一部分将列表称为List<BaseClass>，则在插入BaseClass 或AnotherSubClass 时编译器不会报错。但这会导致第一段代码出现ClassCastException，它假定列表中的所有内容都是SubClass。

泛型集合的行为与 Java 中的数组不同。数组是协变的；也就是说，允许这样做：

SubClass[] subs = ...;
BaseClass[] bases = subs;

这是允许的，因为数组“知道”其元素的类型。如果有人试图在数组中存储不是SubClass 实例的东西（通过bases 引用），则会引发运行时异常。

泛型集合不“知道”它们的组件类型；此信息在编译时被“擦除”。因此，当发生无效存储时，它们不能引发运行时异常。相反，当从集合中读取值时，ClassCastException 将在代码中某个遥远的、难以关联的点引发。如果您注意编译器关于类型安全的警告，您将在运行时避免这些类型错误。

【讨论】：

应注意，使用数组，而不是 ClassCastException 检索非 SubClass（或派生）类型的对象时，插入时会得到 ArrayStoreException。

特别感谢您解释为什么这两个列表不能被视为相同。

Java 类型系统假装数组是协变的，但它们并不是真正可替代的，ArrayStoreException 证明了这一点。

【参考方案2】：

erickson 已经解释了为什么你不能这样做，但这里有一些解决方案：

如果您只想从基本列表中取出元素，原则上您的接收方法应声明为采用List<? extends BaseClass>。

但如果不是并且您无法更改它，您可以使用Collections.unmodifiableList(...) 包装列表，这允许返回参数参数超类型的列表。 （它通过在插入尝试时抛出 UnsupportedOperationException 来避免类型安全问题。）

【讨论】：

太棒了！不知道那个。

PS：add(null) 是合法的

【参考方案3】：

正如@erickson 解释的那样，如果您真的想要引用原始列表，如果您想在原始声明下再次使用它，请确保没有代码向该列表插入任何内容。获取它的最简单方法是将其转换为一个普通的旧非通用列表：

List<BaseClass> baseList = (List)new ArrayList<SubClass>();

如果您不知道 List 会发生什么，我不建议您这样做，并且建议您更改任何需要 List 的代码以接受您拥有的 List。

【参考方案4】：

我错过了您刚刚使用双重演员转换原始列表的答案。所以这里是为了完整性：

List<BaseClass> baseList = (List<BaseClass>)(List<?>)subList;

没有任何复制，操作速度很快。但是，您在这里欺骗了编译器，因此您必须绝对确保不要以 subList 开始包含不同子类型的项目的方式修改列表。在处理不可变列表时，这通常不是问题。

【参考方案5】：

下面是一个有用的sn-p。它构造了一个新的数组列表，但 JVM 对象创建开销并不重要。

我看到其他答案不必要地复杂。

List<BaseClass> baselist = new ArrayList<>(sublist);

【讨论】：

感谢您提供此代码 sn-p，它可能会提供一些即时帮助。一个正确的解释would greatly improve 它的教育价值通过展示为什么这是一个很好的解决问题的方法，并将使它对未来有类似但不相同的问题的读者更有用。请edit您的答案添加解释，并说明适用的限制和假设。特别是，这与创建新列表的问题中的代码有何不同？

开销并非微不足道，因为它还必须（浅）复制每个引用。因此它会随着列表的大小而缩放，所以它是一个 O(n) 操作。

【参考方案6】：

List<BaseClass> convertedList = Collections.checkedList(listOfSubClass, BaseClass.class)

【讨论】：

这应该行不通，因为这个方法的所有参数和结果都采用相同的类型参数。

奇怪，你是对的。出于某种原因，我的印象是这种方法对于向上转换通用集合很有用。仍然可以以这种方式使用，如果您想使用抑制警告，它将提供“安全”集合。

【参考方案7】：

您正在尝试做的事情非常有用，我发现我需要在我编写的代码中经常这样做。一个示例用例：

假设我们有一个接口Foo，我们有一个zorking 包，它有一个ZorkingFooManager，它创建和管理包私有ZorkingFoo implements Foo 的实例。 （一个非常常见的场景。）

所以，ZorkingFooManager 需要包含一个private Collection<ZorkingFoo> zorkingFoos，但它需要公开一个public Collection<Foo> getAllFoos()。

大多数 Java 程序员在实现 getAllFoos() 之前不会三思而后行，因为它分配了一个新的 ArrayList<Foo>，用来自 zorkingFoos 的所有元素填充它并返回它。我很享受这样的想法，即在全球数百万台机器上运行的 java 代码所消耗的所有时钟周期中，大约 30% 的时钟周期除了创建这些无用的 ArrayList 副本之外什么也没做，这些副本在创建后的几微秒内就会被垃圾收集。

这个问题的解决方案当然是向下转换集合。这是最好的方法：

static <T,U extends T> List<T> downCastList( List<U> list )

    return castList( list );

这将我们带到castList()函数：

static <T,E> List<T> castList( List<E> list )

    @SuppressWarnings( "unchecked" )
    List<T> result = (List<T>)list;
    return result;

中间的result变量是必需的，因为java语言的变态：

return (List<T>)list; 产生“未经检查的强制转换”异常；到目前为止，一切都很好;但是：

@SuppressWarnings( "unchecked" ) return (List<T>)list; 是对 suppress-warnings 注释的非法使用。

因此，即使在 return 语句上使用 @SuppressWarnings 不符合规定，但在赋值上使用它显然是可以的，因此额外的“结果”变量解决了这个问题。 （无论如何，它都应该被编译器或 JIT 优化掉。）

【参考方案8】：

如何投射所有元素。它将创建一个新列表，但会引用旧列表中的原始对象。

List<BaseClass> convertedList = listOfSubClass.stream().map(x -> (BaseClass)x).collect(Collectors.toList());

【讨论】：

这是将子类列表转换为超类的完整代码。

在调用.map() 之前不需要调用列表中的.stream() 吗？

是的。已修复（添加了 stream()）。

【参考方案9】：

这是使用泛型将子类列表转换为超类的完整工作代码。

传递子类类型的调用方法

List<SubClass> subClassParam = new ArrayList<>();    
getElementDefinitionStatuses(subClassParam);

接受基类的任何子类型的被调用者方法

private static List<String> getElementDefinitionStatuses(List<? extends 
    BaseClass> baseClassVariableName) 
     return allElementStatuses;
    

【参考方案10】：

这样的事情也应该起作用：

public static <T> List<T> convertListWithExtendableClasses(
    final List< ? extends T> originalList,
    final Class<T> clazz )

    final List<T> newList = new ArrayList<>();
    for ( final T item : originalList )
    
        newList.add( item );
    // for
    return newList;

不知道为什么 Eclipse 需要 clazz..