Java中List轉換爲數組,數組轉List

今天寫代碼遇到一個奇怪的問題，具體代碼不貼出了，寫一個簡化的版本。如下：
ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
String strings[]=(String [])list.toArray();

這樣寫代碼個人覺得應該沒什麼問題，編譯也沒有問題。可是具體運行的時候報異常，如下：Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object;
但是這麼寫是沒有問題的：
ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
String strings[]=new String[list.size()];
for(int i=0,j=list.size();i<j;i++){
strings[i]=list.get(i);
}
對於這個現象我們可以這麼解釋：Java中允許向上和向下轉型，但是這個轉型是否成功是根據Java虛擬機中這個對象的類型來實現的。Java虛擬機中保存了每個對象的類型。而數組也是一個對象。數組的類型是[Ljava.lang.Object。把[Ljava.lang.Object轉換成[Ljava.lang.String是顯然不可能的事情，因爲這裏是一個向下轉型，而虛擬機只保存了這是一個Object的數組，不能保證數組中的元素是String的，所以這個轉型不能成功。數組裏面的元素只是元素的引用，不是存儲的具體元素，所以數組中元素的類型還是保存在Java虛擬機中的。

根據上面的解釋，我們可以把這個問題歸納到下面這個模型：
Object objs[]=new Object[10];
String strs[]=(String[])objs;

這樣子和剛纔上面編譯錯誤是一樣的。如果我們修改一下這個代碼，如下：
String strs[]=new String[10];
Object objs[]=strs;

這樣子就可以編譯通過了。所以這個問題我們可以歸結爲一個Java轉型規則的問題。下面談一下Java數組對範型的支持問題。

JDK5中已經有了對範型的支持，這樣可以保證在集合和Map中的數據類型的安全，可是，List的toArray方法返回的竟然是Object []讓人很迷惑。個人感覺應該可以根據範型，直接返回相應的T []。仔細看了一下JDK的源碼發現List轉化爲array有兩個方法：

public Object[] toArray();
這個方法把List中的全部元素返回一個相同大小的數組，數組中的所有元素都爲Object類型。

public <T> T[] toArray(T[] a);
這個方法把List中的全部元素返回一個相同大小的數組，數組中的所有元素都爲T類型。

List如此設計是因爲Java編譯器不允許我們new範型數組。也就是說你不能這麼定義一個數組：
T arr=new T[size];

但是你卻可以用T[]來表示數組，而且可以把數組強制轉化爲T[]。比如List中的public <T> T[] toArray(T[] a)是這麼實現的：
public <T> T[] toArray(T[] a) {
if (a.length < size)
a = (T[])java.lang.reflect.Array.
newInstance(a.getClass().getComponentType(), size);
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}

從上面代碼中可以看到，因爲你不知道這個數組的類型，你必須通過反射機制創建這個數組（a.getClass().getComponentType()方法是取得一個數組元素的類型）。

最終，List轉換爲Array可以這樣處理：

ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();

String[] strings = new String[list.size()];

list.toArray(strings);

反過來，如果要將數組轉成List怎麼辦呢？如下：

String[] s = {"a","b","c"};
List list = java.util.Arrays.asList(s);