Java 协变数组和类型擦除(covariant array & type erasure)


1、数组的协变性

数组的协变性(covariant)是指：

如果类Base是类Sub的基类，那么Base[]就是Sub[]的基类。

而泛型是不可变的(invariant)，List<Base>不会是List<Sub>的基类，更不会是它的子类。


数组的协变性可能会导致一些错误，比如下面的代码：

public static void main(String[] args) {
    Object[] array = new String[10];
    array[0] = 10;
}

它是可以编译通过的，因为数组是协变的，Object[]类型的引用可以指向一个String[]类型的对象

但是运行的时候是会报出如下异常的：

Exception in thread "main" java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Integer

但是对于泛型就不会出现这种情况了：

public static void main(String[] args) {
    List< Object> list = new ArrayList< String>();
    list.add(10);
}

这段代码连编译都不能通过。

2、数组的具体化。

数组是具体化的(reified)，而泛型在运行时是被擦除的(erasure)。

数组是在运行时才去判断数组元素的类型约束，

而泛型正好相反，在运行时，泛型的类型信息是会被擦除的，只有编译的时候才会对类型进行强化。

所以上面的例子中，数组的方法会在运行时报出ArrayStoreException，而泛型根本无法通过编译。

 

3、泛型不是协变的

 

虽然将集合看作是数组的抽象会有所帮助，但是数组还有一些集合不具备的特殊性质。

Java 语言中的数组是协变的（covariant），也就是说，如果 Integer扩展了 Number（事实也是如此），那么不仅 Integer是 Number，而且 Integer[]也是 Number[]，在要求 Number[]的地方完全可以传递或者赋予 Integer[]。（更正式地说，如果 Number是 Integer的超类型，那么 Number[]也是 Integer[]的超类型）。

您也许认为这一原理同样适用于泛型类型 —— List<Number>是 List<Integer>的超类型，那么可以在需要 List<Number>的地方传递 List<Integer>。不幸的是，情况并非如此。

不允许这样做有一个很充分的理由：

这样做将破坏要提供的类型安全泛型。

如果能够将 List<Integer>赋给 List<Number>。

那么下面的代码就允许将非 Integer的内容放入 List<Integer>

List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
List<Number> ln = li; // illegal
ln.add(new Float(3.1415));

因为 ln是 List<Number>，所以向其添加 Float似乎是完全合法的。但是如果 ln是 li的别名，那么这就破坏了蕴含在 li定义中的类型安全承诺 —— 它是一个整数列表，这就是泛型类型不能协变的原因。

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