Tôi biên soạn:

Tôi đã viết:

Số nguyên [ ] x = (Số nguyên [ ]) đối tượng mới [100];

nó thành công.
và tôi không biết tại sao?

Nó đã hoạt động. Tôi không biết tại sao?

Nó biên soạn. Nhưng nó không chạy. Hãy thử xem - nhét nó vào chủ yếu phương thức và thực thi nó. Bạn sẽ nhận được ClassCastException.

Nó sẽ biên dịch. Nhưng nó không hoạt động. Hãy thử - đặt nó vào phương thức Main và thực thi. Bạn sẽ nhận được ClassCastException.

Có một số thứ đang diễn ra ở đây. Hầu hết trong số này là 'khảo cổ ngôn ngữ lập trình' - không có gì có ý nghĩa và không có gì đặc biệt nhất quán. Nếu mục tiêu của bạn là học ngôn ngữ tốt hơn, có một quy tắc rất đơn giản mà bạn nên áp dụng cho lập trình java của mình:

Có rất nhiều điều đang diễn ra ở đây. Phần lớn trong số đó là "khảo cổ học ngôn ngữ lập trình" - không có cái nào có ý nghĩa và không có cái nào đặc biệt nhất quán. Nếu mục tiêu của bạn là học ngôn ngữ tốt hơn thì có một quy tắc rất đơn giản nên áp dụng cho việc lập trình Java của bạn:

1. Không sử dụng mảng. Hoàn toàn không. Cho bất cứ điều gì. Ngoại trừ có lẽ mảng của các kiểu nguyên thủy (số nguyên[], dài[], v.v.) vì lý do hiệu suất. Chúng không có ý nghĩa gì. Chúng không nhanh hơn danh sách và có đủ loại nhược điểm kỳ quặc. Bao gồm cả việc triển khai equals và hashCode và toString bị hỏng hiệu quả (ở chỗ chúng thực hiện những điều không mong muốn; đặc tả giải thích rõ ràng những điều này, nhưng một API thực hiện những gì đặc tả nói, nhưng đặc tả lại nói những điều không mong muốn kỳ lạ, thì tôi sẽ để người đọc nghĩ ra một thuật ngữ cho nó. Tôi tin rằng đó sẽ không phải là một thuật ngữ hay), chúng là sự kết hợp vô dụng của bất biến (chúng không thể phát triển hoặc thu hẹp) nhưng không thực sự bất biến (bạn có thể đặt giá trị), v.v.

   
   



2. Khi ép kiểu mảng, hãy giả sử trình biên dịch không biết gì và bạn sẽ phải dựa vào các ngoại lệ thời gian chạy. Thực sự, khi bạn đã đạt đến cấp độ này (Bạn đang ép kiểu mảng), bạn cần sao lưu và sửa bất cứ điều gì khiến bạn gặp rắc rối.

   
   

Thực sự không có nhiều ý nghĩa khi đi xa hơn nữa nếu mục tiêu của bạn là trở thành một lập trình viên Java giỏi.

Nếu mục tiêu của bạn là trở thành một lập trình viên Java giỏi thì không cần phải tiến xa hơn nữa.

Nhưng này, bạn đã hỏi - vậy thì, chúng ta hãy đội chiếc mũ nâu, cầm roi da, bật bài hát chủ đề của Indiana Jones và cùng khám phá sâu vào quá khứ xa xôi của Java nhé!

Nhưng này, bạn đã yêu cầu - vậy hãy đội mũ nâu, cầm roi, chơi bài hát chủ đề Indiana Jones và khám phá chiều sâu về quá khứ xa xôi của Java!

Hiệp phương sai, Phản phương sai, Bất biến.

Trước tiên, chúng ta cần giải quyết vấn đề chính. Một câu trả lời đã được đăng bởi một người không hiểu hệ thống kiểu, vì vậy, đó là bằng chứng giai thoại cho thấy điều này cần được giải thích trước.

Chúng ta cần giải quyết những vấn đề chính trước tiên. Ai đó không hiểu hệ thống loại đã đăng câu trả lời, vì vậy đây là bằng chứng giai thoại cần được giải thích trước.

Hệ thống kiểu của Java tự nó là 'đồng biến'. Điều đó có nghĩa là: Bất kỳ kiểu nào cũng là sự thay thế tốt cho bất kỳ siêu kiểu nào của nó. Nếu bạn có một phương thức yêu cầu bạn phải truyền cho nó một Con số tham số, bạn có thể truyền một biểu thức có kiểu Số nguyên, Không vấn đề.

Bản thân hệ thống kiểu của Java là "hiệp biến". Điều này có nghĩa: bất kỳ loại nào cũng có thể thay thế tốt cho bất kỳ siêu kiểu nào của nó. Nếu bạn có một phương thức yêu cầu truyền tham số Số cho nó, bạn có thể truyền biểu thức kiểu Số nguyên, không vấn đề gì.

Tuy nhiên, một khi bạn chuyển lên những thứ dạng danh sách (có thể là dạng chung hoặc mảng) điều này không hiệu quả. Họ nên là bất biến - Chỉ có loại chính xác theo yêu cầu và không có loại nào khác có thể thay thế.

Tuy nhiên, một khi bạn bắt đầu sử dụng các loại danh sách (generic hoặc mảng) thì điều này không hoạt động. Chúng phải bất biến - chỉ có loại chính xác được yêu cầu, không có loại nào khác có thể thay thế.

Đó là bởi vì thực ra bạn có thể cả hai viết Và đọc từ những thứ tầm thường và đó chính là vấn đề. Đây là một ví dụ tầm thường:

Điều này là do bạn thực sự có thể viết và đọc từ danh sách và đó chính là vấn đề. Đây là một ví dụ đơn giản:

Số nguyên i = 5;
Số n = i; // điều này là tốt.

Integer[] là = new Integer[10];
Number[] ns = is; // cũng được phải không? Có thể chứ?
ns[0] = 5.5; // ... một số đôi
Số nguyên firstElement = is[0]; // BÙM!

Dòng cuối cùng cho thấy vấn đề. Bởi vì các kiểu Java cơ bản là đồng biến và sẽ vẫn như vậy, ns[0] = 5,5 dòng phải biên dịch - Tôi đang gán một Double cho một vị trí yêu cầu một Number. Tuy nhiên, điều này dẫn đến một vấn đề ở dòng cuối cùng.

Dòng cuối cùng minh họa vấn đề. Vì các kiểu java cơ sở là hiệp biến và sẽ không thay đổi nên dòng ns[0] = 5.5 phải biên dịch - Tôi gán Double ở bất cứ nơi nào Number được mong đợi. Tuy nhiên, điều này dẫn đến một vấn đề với dòng cuối cùng.

Thuốc generic có thể làm đúng điều này. Câu tương đương chung chung là:

Generics làm điều này rất tốt. Tương đương với thuốc generic như sau:

List là = new ArrayList();
List ns = is; // Điều này không biên dịch được!

Và cung cấp cho bạn các công cụ bạn cần để tạo ra các API tốt; bạn có thể yêu cầu hiệp phương sai (Danh sách, nơi mà một Danh sách là chấp nhận được, nhưng trình biên dịch ngăn bạn ghi vào danh sách này để đảm bảo rằng vấn đề 'ôi trời, có một số nguyên trong danh sách các số nguyên của tôi' không thể xảy ra), và thậm chí là phản phương sai (Danh sách, nơi bạn có thể vượt qua Danh sách, hoặc Danh sách, hoặc một Danh sách<đối tượng="">. Bạn có thể ghi vào đó (bất kỳ số nguyên nào - hoạt động tốt bất kể loại danh sách nào trong 3 loại danh sách đó thực sự được truyền vào), nhưng trình biên dịch ngăn bạn đọc. Hay đúng hơn là trả về Sự vật(vì List nói chung đảm bảo rằng bất cứ thứ gì nó lưu trữ thì ít nhất nó cũng là Object).

và cung cấp cho bạn những công cụ bạn cần để tạo một API tốt; bạn có thể yêu cầu hiệp phương sai (Danh sách, trong đó Danh sách có thể chấp nhận được, nhưng trình biên dịch ngăn bạn ghi vào danh sách này để đảm bảo rằng vấn đề 'rất tiếc, có một số gấp đôi trong danh sách số nguyên của tôi' không xảy ra) hoặc thậm chí trái ngược nhau (Danh sách , hoặc Danh sách , hoặc Danh sách

Đây là một mẹo hay: Khi bạn đọc Danh sách bạn có thể đang dịch rằng: "Một danh sách, chứa những thứ có kiểu là Số hoặc các kiểu con của Số - bạn biết đấy, những thứ có kiểu là... cái gì đó mở rộng Số". Điều đó là sai. Bạn phải đọc nó như sau: "Một danh sách, giới hạn để chứa một số loại Tôi chỉ đơn giản là không biết ở đây (bạn thấy dấu chấm hỏi không? Nghĩa là 'không biết'). Tất cả những gì tôi biết là: Hạn chế đó là Number hoặc một số kiểu con của nó. Nó có thể là một danh sách chỉ được cho là lưu trữ các số nguyên. Có thể là Doubles. Có thể là bất kỳ Number nào. Không biết. Mọi thứ tôi làm với danh sách này phải hợp lệ bất kể đó có phải là Danh sách hoặc một Danh sách hoặc một Danh sách<đôi> hoặc bất kỳ cái nào khác Danh sách trong đó X là một kiểu con của Số. Nó phải hoạt động cho TẤT CẢ của chúng hoặc nó không phải là java hợp lệ và trình biên dịch sẽ từ chối nó. Do đó tại sao danh sách.thêm() không hoạt động ở đây - không có giá trị nào vừa là Double vừa là Integer vừa là Number vừa là SomeSubTypeOfNumberYouHaventEvenWrittenYet. Vâng, ngoại trừ giá trị theo nghĩa đen vô giá trị mà thực ra bạn có thể thực sự vượt qua, cách duy nhất để gọi thêm vào không hề.

Đây là một mẹo hay: khi bạn đọc danh sách bạn có thể dịch sang: "một danh sách chứa những thứ thuộc loại số hoặc kiểu con của số - bạn biết đấy, những thứ thuộc loại .., những thứ mở rộng số". Điều này không đúng. Bạn nên đọc nó như sau: "một danh sách, bị hạn chế chứa một số loại mà tôi hoàn toàn không biết ở đây (xem dấu chấm hỏi? có nghĩa là "không biết"). Tất cả những gì tôi biết là: hạn chế là một con số hoặc một số trong đó Một số kiểu con. Nó có thể là một danh sách chỉ nên lưu trữ số nguyên. Bất cứ điều gì tôi làm với danh sách này đều phải hợp lệ. ,Danh sách ,Danh sách Hoặc bất kỳ Danh sách nào khác , trong đó X là một kiểu con của Số. Nó phải hợp lệ cho tất cả Java, nếu không nó không phải là Java hợp lệ và trình biên dịch sẽ từ chối nó. Vì vậy list.add() không hoạt động ở đây - không có giá trị nào vừa là Double vừa là Integer và Numbers và SomeSubTypeOfNumberYouHaventEvenWrittenYet. Được rồi, đây là cách duy nhất để gọi Add, ngoài cách gọi bằng chữ trống mà bạn thực sự có thể chuyển.

Mảng làm điều này hoàn toàn sai.

Mảng là hoàn toàn sai.

Tại sao? Vâng, thuốc generic thực sự phức tạp. Khái niệm rằng bạn cần 4 loại khác nhau mà tất cả đều Danh sách liền kề nhưng hơi khác biệt thì thực sự khá phức tạp:

Tại sao? Chà, thuốc generic thực sự rất phức tạp. Bạn cần 4 loại khác nhau, chúng đều được liệt kê Liền kề nhưng hơi khác một chút, khái niệm này vốn đã khá phức tạp:

• Danh sách (kiểu thô/cũ. Có lẽ nếu java có kiểu chung từ v1.0 thì điều này sẽ không cần thiết).


• Danh sách


• Danh sách


• Danh sách

và java đã cố gắng 'giữ mọi thứ đơn giản' nên không thêm điều này. Generics không xuất hiện cho đến java 1.5, hơn một thập kỷ sau đó.

Và Java cố gắng giữ mọi thứ đơn giản nên điều này không được thêm vào. Generics không xuất hiện cho đến Java 1.5, hơn một thập kỷ sau.

Theo một số cách, các nhà thiết kế java dường như (đã lâu lắm rồi, tôi chưa hỏi họ) cũng không biết rằng kiểu thành phần của một thứ listy không thể là covariant. Hoặc, có khả năng hơn, đôi khi bạn muốn viết mã hoạt động trên các mảng tùy ý và các nhà thiết kế ngôn ngữ quyết định để trình biên dịch tránh xa, biến java thành một tình huống ít nhiều được gõ động (tức là trình biên dịch không giúp bạn) trong đó chỉ có thời gian chạy tồn tại để ngăn chặn các vấn đề xảy ra.

Tại một số thời điểm, các nhà thiết kế của Java dường như cũng (đã lâu rồi tôi mới hỏi họ) không nhận ra rằng các loại thành phần của danh sách không thể hiệp biến. Hoặc, nhiều khả năng hơn, đôi khi bạn muốn viết mã hoạt động trên các mảng tùy ý và các nhà thiết kế ngôn ngữ quyết định loại bỏ trình biên dịch, biến Java ít nhiều thành một kiểu động (tức là trình biên dịch không thể giúp bạn) tình huống chỉ có thời gian chạy để ngăn sự cố xảy ra.

Do đó, bạn có thể làm điều này:

Vì vậy, bạn có thể làm điều này:

Đối tượng là = new Integer[10];
Number[] số = (Số[]) là;
là[0] = 5,5;

Mã đó biên dịch, nhưng khi bạn chạy nó.. dòng thứ hai hoạt động, nhưng dòng thứ ba thì không - lỗi với ArrayStoreException. Đó là vì mảng biết loại thành phần của chúng là gì và do đó là[0] =.. bài tập kiểm tra: Này, cái gì thế thật sự loại thành phần của đối tượng mảng mà là biến đang trỏ đến? Ồ, nó là Số nguyên[].. hmm, vậy thì ArrayStoreException. Theo nghĩa đó thì đó là một biến thể của ClassCastException.

Mã biên dịch, nhưng khi bạn chạy nó.. dòng thứ hai hoạt động, nhưng dòng thứ ba thì không - nó không thành công, ném ra một ArrayStoreException. Điều này là do các mảng biết các loại thành phần của chúng, do đó, is[0]=.. kiểm tra phép gán: này, loại thành phần thực tế của đối tượng mảng được chỉ ra bởi biến is là gì? Ồ, đó là Integer[].. Vậy thì, ngoại lệ lưu trữ mảng. Theo nghĩa này, nó là một biến thể của ClassCastException.

Tương tự như vậy, bạn thực sự có thể ép kiểu mảng Đối tượng thành bất kỳ kiểu mảng nào bạn muốn, nhưng hệ thống được thiết kế sao cho lưu trữ những thứ vào mảng có thể không thành công với ArrayStoreException, nhưng đọc họ sẽ không bao giờ làm vậy. Bởi vì sẽ dễ dàng hơn để lý luận về mã khi bạn biết một số điều là không thể. Chẳng hạn như các số không phải là số nguyên trong Số nguyên[] mảng.

Tương tự, bạn thực sự có thể chuyển đổi một mảng đối tượng thành bất kỳ kiểu mảng nào bạn muốn, nhưng hệ thống được thiết kế theo cách mà việc lưu trữ dữ liệu vào một mảng có thể bị lỗi với ArrayStoreException, nhưng việc đọc chúng không bao giờ bị lỗi. Bởi vì việc suy luận về mã sẽ dễ dàng hơn khi bạn biết điều gì đó là không thể. Ví dụ: các số không nguyên trong mảng Integer[].

Để đảm bảo quy tắc đó, khi bạn ép kiểu một mảng, thời gian chạy sẽ kiểm tra và sẽ không cho phép bạn nếu điều đó có nghĩa là các hoạt động đọc có thể không thành công. Do đó, tại sao mảng lại mang tính hiệp biến:

Để đảm bảo quy tắc này, khi bạn truyền một mảng, bộ thực thi sẽ kiểm tra và không cho phép bạn thực hiện điều đó nếu điều đó có nghĩa là thao tác đọc có thể không thành công. Do đó, tại sao mảng có tính hiệp biến:

Đối tượng xs = new Integer[100];
Number[] ns = (Number[]) xs; // được phép
xs = số mới[100];
Integer[] là = (Integer[]) xs; // không được phép

Trong đó 'không được phép' có nghĩa là: Thường biên dịch tốt, nhưng khi chạy sẽ dẫn đến Ngoại lệ ClassCast.

Trường hợp 'không được phép' có nghĩa là: thường biên dịch tốt nhưng gây ra ngoại lệ ClassCastException khi chạy.

Lý do duy nhất khiến nó hoạt động theo cách đó là dòng 'được phép' vẫn bị hỏng (ở đây bạn mong đợi một mảng có kiểu Con số[] để cho phép bạn ghi bất kỳ Số nào vào đó, trong khi ở đây thì không và sẽ không thành công với ArrayStoreEx trừ khi đó là Số nguyên), nhưng được phép vì nó không thể bị hỏng khi đọc từ nó (bất cứ thứ gì trong mảng đó, ít nhất nó là một Số. Bởi vì tất cả các Số nguyên đều là Số và thứ duy nhất mà mảng đó có thể lưu trữ là các đối tượng Số nguyên). Trong khi thứ hai không được phép, bởi vì nếu nó được phép, đọc từ nó có thể gây ra vấn đề. Ngoại lệ ArrayStoreException tồn tại; Ngoại lệ ArrayReadException không.

Lý do duy nhất khiến nó hoạt động theo cách này là vì dòng 'Được phép' vẫn bị hỏng (vì bạn mong đợi một mảng kiểu Numbers[] cho phép bạn viết bất kỳ số nào vào nó, trong khi ở đây, trừ khi đó là Số nguyên, nếu không thì Mảng kiểu này loại sẽ không và sẽ thất bại khi sử dụng ArrayStoreEx), nhưng được phép vì nó không thể bị ngắt kết nối trong khi đọc nó (dù là gì trong mảng thì ít nhất nó cũng là một số). Bởi vì tất cả các số nguyên đều là số và thứ duy nhất mà một mảng có thể lưu trữ là một đối tượng Số nguyên). Và cái thứ hai không được phép vì việc đọc từ nó có thể gây ra vấn đề nếu nó được cho phép. ArrayStoreException tồn tại; ArrayReadException không tồn tại.

Tại sao sự lựa chọn lại được thực hiện theo cách này? Đến một lúc nào đó, chúng ta đã đi đến ngõ cụt. Câu trả lời cho cái đó là: "Bởi vì thông số kỹ thuật nói như vậy" và nếu bạn muốn biết tại sao cái đó trong trường hợp này, câu trả lời là: "Bởi vì các nhà thiết kế lúc đó muốn như vậy". Bất kỳ câu hỏi 'nhưng.. tại sao?' nào nữa nên được chuyển trực tiếp đến James Gosling và cộng sự.

Tại sao bạn lại đưa ra lựa chọn này? Theo một cách nào đó, chúng ta đã đi vào ngõ cụt. Câu trả lời cho câu hỏi này là: "Bởi vì các thông số kỹ thuật nói như vậy", và nếu bạn đang thắc mắc tại sao lại như vậy thì câu trả lời là: "Bởi vì các nhà thiết kế vào thời điểm đó muốn nó như vậy". Còn điều gì muốn hỏi nữa không, nhưng... tại sao? Các câu hỏi nên được chuyển tới James Gosling và các đồng nghiệp của anh ấy.