【Java】关于 泛型协变 可能是讲的最清楚的一篇了

2024-05-24 20:58

本文主要是介绍【Java】关于 泛型协变 可能是讲的最清楚的一篇了,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

首先明确下什么是协变?

然后:泛型不允许协变,而数组允许协变

紧跟着:不允许定义泛型数组

这一篇文章主要围绕上面三个问题展开。

 

什么是协变?

在泛型或者数组的case下,协变其实指的是,基础类型具备父子关系,那么对应的容器类型也具备。

举个例子:

class F{}
class S extends F{}
public class Main1 {public static void main(String args[]) {F f = new S();F[] fa = new S[]{};}
}

这里F是S的父类,那么可以使用一个F[]的引用指向S[]的实例,也就是如果基础类型具备父子关系,其数组类型也具备。

但是,List<F>却不能指向一个List<S>的实例,因为泛型不能协变。

这就是协变的含义。

其实java里,方法也有协变,但是并不在本篇讨论的范围内。

 

泛型不允许协变,而数组允许协变

为什么???

        List<S> list1 = new ArrayList<S>();List<F> f = list1;// 这时,可以往f里扔任何F的子类型f.add(new S1()); // 比如,这里扔了一个S1的子类型实例S s = f.get(0); // 但是,这里却试图转为S类型,就会报错

上面转代码是不能编译的,假如泛型协变是允许的,那么上述代码就能编译,但是,最终在运行时,会报一个类型转换的运行时异常。

这就是泛型协变不被允许的原因。

一般解释也就到此为止。

但是!!!还远没有结束。

我们再看看下上述场景在数组中会有什么问题。

        S[] sa1 = new S[10];F[] f = sa1;// 这是允许的,因为数组可以协变f[0] = new S1(); // 这里存一个S1的子类型实例,此时,就会直接报错S sss = f[0]; // 所以,这里不会走到

这段代码可以编译,但是在运行时,会报一个ArrayStoreException的运行时异常。

这里就有问题了,同样会报错,但是为啥数组允许协变,泛型不能呢???

这个确实是一个问题。

答案是:

数组的报错是在存元素时抛出的,而泛型的报错是在取元素是抛出的,这样,泛型的报错时机就非常延后了,如果类型不对,压根就不应该让这个元素放入,否则,就只能在读取时进行强转才能发现,可别小看这个时机问题,一旦发生,非常难定位,很难查到是在哪里放入了类型异常的元素,所以泛型不允许协变。原因就是,类型转换的问题需要延后到读取时才能发现。而数组则可以在存入时就检测到类型不匹配的问题,从而fail-fast。

所以说数组是允许协变的,泛型不行。

我们知道,泛型由于类型擦除,在运行时丢失了泛型信息,所以,在存入时,泛型无法判断实际类型,但是,为什么数组能够在存入时检测?

这是因为数组从一开始设计及实现时,就记录了数组内存的元素的类型,所以数组可以在运行时拿到这个信息,就能够在运行时检测类型。这是数组与泛型的一大区别。

泛型时在java1.5以后引入的,采用类型擦除作为泛型的实现机制,是因为想要保证代码的兼容,使得使用了泛型的新代码也能够跑在不支持泛型的老的jvm上,因为在运行时,泛型这一概念已经不存在了。这是导致泛型与数组区别的根本原因。

 

不允许定义泛型数组

可以看这个例子:

        List<Integer>[] il = new List<Integer>[10];List<String> sl = new ArrayList<String>();Object[] a = il;a[0] = sl;Integer i = il[0].get(0);

如果允许了泛型数组,本来是List<Integer>的数组il,但是最终却可以存入List<String>类型的元素,出现了之前提到过的问题,如果类型不一致,只有到取元素时才能抛出类型装换异常。

究其原因,还是因为泛型和数组对协变的支持是不同的。

如果允许了泛型数组,那么由于类型擦除,使得数组也无法在运行时检测到添加的元素类型是否正确,导致异常抛出延迟。

 

这篇关于【Java】关于 泛型协变 可能是讲的最清楚的一篇了的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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