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什么是Java中的数组共变性(Covariance)_为什么数组支持协变而集合不支持

P粉602998670

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发布时间:2026-02-15 06:33:34

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来源于php中文网

原创

java数组协变是语言硬性设计,object[]可引用string[]等,但运行时写入类型不符元素会抛arraystoreexception;泛型不变,list不能赋值给list以保障类型安全。

什么是java中的数组共变性(covariance)_为什么数组支持协变而集合不支持

Java数组为什么能用父类引用指向子类数组?

因为Java数组是协变的——这是语言层面的硬性设计,不是可选特性。比如 Object[] 可以直接引用 String[]Integer[],编译器允许:

Object[] arr = new String[5]; // ✅ 编译通过
这种赋值成立的前提是:如果 B extends A,那么 B[] 就是 A[] 的子类型。

ArrayStoreException 是怎么冒出来的?

协变带来的风险在运行时才暴露。数组在创建时就“记住”了自己真实的元素类型,每次写入都会做运行时检查:

  • Object[] arr = new Integer[3]; → 实际类型是 Integer[]
  • arr[0] = "hello"; → 编译通过,但运行抛出 ArrayStoreException: java.lang.String
  • arr[0] = 42; 就没问题,因为 int 会自动装箱为 Integer

这个检查是数组独有的——它靠运行时类型信息兜底,所以Java当年敢放开协变;而 ArrayList 这类泛型集合没这能力,只能靠编译期堵死。

为什么 List 不能赋给 List

泛型是不变的(invariant),和数组走的是两条路:

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  • List<string> list = new ArrayList<object>();</object></string> → 编译直接报错
  • 原因很实在:如果允许,你就能往 List<object></object> 里加 Float,结果却偷偷操作着一个本该只存 String 的容器
  • Java 5 引入泛型时,刻意放弃协变来守住类型安全底线;后来用通配符补位,比如 List extends Object> 才支持只读协变场景

什么时候该用数组协变?又该躲着走?

真实项目里,协变基本只在两类地方还能见到:

  • 调用老API:比如 Arrays.asList(T...)Arrays.equals(Object[], Object[]),它们依赖 Object[] 统一入口
  • 反射或底层工具类:如 Method.invoke(obj, Object[] args),需要把任意参数数组转成 Object[]
  • 但只要涉及写入、泛型交互、或需要长期持有,立刻换成 ArrayList 或带通配符的泛型 —— 协变不是便利,是妥协留下的裂缝

最容易被忽略的一点:协变只存在于数组本身,不传递给其元素。哪怕你用 Number[] 接收 Integer[],往里塞 Double 依然会崩,而且崩得比泛型更晚、更难调试。

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