Простой код с массивом в обобщённом классе и непонятное ClassCastException

#java #исключения #generics

class Super {}

class Sub extends Super {}

class GenericArrayHolder
{
    T[] array;

    @SuppressWarnings("unchecked")
    GenericArrayHolder(int n)
    {
        array = (T[]) new Super[n];
    }

    void set(int i, T t)
    {
        array[i] = t;
    }
}

public class Test
{
    public static void main(String... args)
    {
        GenericArrayHolder h = new GenericArrayHolder<>(10);
        h.set(3, new Sub());
        h.array[3] = new Sub(); // ClassCastException
    }
}


Собственно вопрос в том, почему 3 строчка в main генерирует исключение? Особенно
меня удивляет, что это происходит не смотря на то, что 2 строчка работает нормально.
    

Ответы

Ответ 1

Кажется, я понял. Дело таки в type erasure.

Смотрите, вот эксперимент. Уберём new Sub(), запишем просто null. http://ideone.com/zXc7kG

Получим ошибку: Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [LSuper;
cannot be cast to [LSub;.

Документация говорит, что [LSuper; означает массив элементов типа Super, a [LSub;
— массив элементов типа Sub.

Как работает type erasure? На время компиляции T заменяется на Super, и всё, что
выдаёт наружу T, обкладывается рантайм-проверками. То есть код h.array на самом деле
превращается в (Sub[])h.array.

В вашем случае array на самом деле типа Super[], каст из-за type erasure не обнаруживает,
что тип-то не тот! Ошибка возникает лишь при доступе.

Что делать? Создайте несущий массив правильного типа:

array = (Т[])Array.newInstance(cl, 10);


Для этого вам понадобится класс:

GenericArrayHolder(int n, Class cl)
{
    array = (Т[])Array.newInstance(cl, 10);
}


Более прямого пути с type erasure, кажется, нет.


Ответ 2

Это привет от type erasure.

В коде дженериков на самом деле хранится код для базового типа, и везде расставляются
преобразования типов. В вашем случае код:

array = (T[]) new Super[n];


на самом деле выполняется так:

array = (Super[]) new Super[n];


потому что T в GenericArrayHolder ограничен "снизу" этим типом.

Когда вы выполняете метод у дженерикового типа, то все касты корректно расставляются,
в результате код:

array[i] = t;


выполняется так:

array[i] = (Super)t;


Когда же вы обращаетесь к массиву напрямую, то компилятор считает, что массив надо
преобразовать к типу Sub[]. Сделать он этого не может, отсюда исключение.

Похожий вопрос был рассмотрен на английском Stack Overflow: Generic array throws
ClassCastException when referenced directly (it doesn't when calling through helper
method). Там в похожем коде исключение выбрасывается даже при обращении к полю массива
length.


Ответ 3

А зачем вам массив типа T?
Можно хранить массив Super, и тогда все отлично работает.

class Super {}

class Sub extends Super {}

class GenericArrayHolder
{
    Super[] array;

    GenericArrayHolder(int n)
    {
        array = new Super[n];
    }

    void set(int i, T t)
    {
        array[i] = t;
    }
}

class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        GenericArrayHolder h = new GenericArrayHolder<>(10);
        h.set(3, new Sub());
        h.array[3] = null;
    }
}