Java 中的通用数组创建
Siddharth Swami
2023年10月12日
数组可以定义为存储在连续内存位置的项目的集合。通用数组独立于任何数据类型，并且在运行时评估其信息类型。
但是，Java 不允许数组是泛型的，因为在 Java 中，数组包含与其组件相关的信息，并且在运行时使用此信息来分配内存。
我们可以使用 Java 中的对象数组和反射类特性模拟类似于数组的通用结构。我们将在下面讨论这些方法。
在 Java 中使用对象数组创建泛型数组
在这种方法中使用类型对象数组作为成员。我们使用 get() 和 set() 函数来读取和设置数组元素。
以下程序演示了如何使用对象数组来创建通用数组。
import java.util.Arrays;
class Generic_Array<E> {
private final Object[] obj_array; // object array
public final int length;
// class constructor
public Generic_Array(int len) {
// new object array
obj_array = new Object[len];
this.len = len;
}
// get new object array(obj_array[i])
E get(int j) {
@SuppressWarnings("unchecked") final E e = (E) object_array[j];
return e;
}
// set e at new object array(obj_array[i])
void set(int j, E e) {
object_array[j] = e;
}
@Override
public String toString() {
return Arrays.toString(object_array);
}
}
class Main {
public static void main(String[] args) {
final int len = 5;
// creating an integer array
Generic_Array<Integer> int_Array = new Generic_Array(len);
System.out.print("Generic Array <Integer>:"
+ " ");
for (int i = 2; i < len; i++) int_Array.set(i, i * 2);
System.out.println(int_Array);
// creating a string array
Generic_Array<String> str_Array = new Generic_Array(len);
System.out.print("Generic Array <String>:"
+ " ");
for (int i = 0; i < len; i++) str_Array.set(i, String.valueOf((char) (i + 97)));
System.out.println(str_Array);
}
}
输出：
Generic Array <Integer>: [2, 4, 6, 8, 10]
Generic Array <String>: [a, b, c, d, e]
在 Java 中使用反射类创建泛型数组
在这种类型的方法中，反射类用于创建一个泛型数组，其类型仅在运行时已知。
前一种方法和这种方法的唯一区别是反射类本身用作构造函数。之后，反射类通过将数据显式传递给构造函数类来初始化一个对象数组。
以下程序演示了如何使用反射来创建通用数组。
import java.util.Arrays;
class Generic_Array<E> {
private final E[] objArray;
public final int length;
// constructor class
public Generic_Array(Class<E> dataType, int length) {
// creatting a new array with the specified data type and length at runtime using reflection
// method.
this.objArray = (E[]) java.lang.reflect.Array.newInstance(dataType, len);
this.len = len;
}
// get element at obj_Array[i]
E get(int i) {
return obj_Array[i];
}
// assign e to obj_Array[i]
void set(int i, E e) {
obj_Array[i] = e;
}
@Override
public String toString() {
return Arrays.toString(obj_Array);
}
}
class Main {
public static void main(String[] args) {
final int len = 5;
// create array with Integer as data type
Generic_Array<Integer> int_Array = new Generic_Array(Integer.class, len);
System.out.print("Generic Array<Int>:"
+ " ");
for (int i = 2; i < len; i++) int_Array.set(i, i + 10);
System.out.println(int_Array);
// create an array with String as data type
Generic_Array<String> str_Array = new Generic_Array(String.class, len);
System.out.print("Generic Array<Str>:"
+ " ");
for (int i = 0; i < len; i++) str_Array.set(i, String.valueOf((char) (i + 65)));
System.out.println(str_Array);
}
}
输出：
Generic Array<Int>: [12, 13, 14, 15, 16]
Generic Array<Str>: [A, B, C, D, E]
泛型数组不能提供类型安全，除非实现了类型检查或显式机制，因为泛型类对于它们在运行时创建的那种类型的参数是未知的。
如果我们想使用泛型获得一个没有任何安全性的精确数组，可以如下所示完成。
import java.lang.reflect.Array;
public class Gen_Set<E> {
private E[] x;
public Gen_Set(Class<E[]> cla, int len) {
x = cla.cast(Array.newInstance(cla.getComponentType(), len));
}
public static void main(String[] args) {
Gen_Set<String> foo = new Gen_Set<String>(String[].class, 1);
String[] bar = foo.x;
foo.x[0] = "xyzzy";
String baz = foo.a[0];
}
}
这段代码在编译时不会给出警告，我们可以看到，在主类中，声明的 Gen_Set 实例的类型可以分配给该类型的数组的 x，这意味着数组和数组的值是不正确的类型。