将数组存储在变量中时出现 Kotlin ClassCastException

Question

我创建了一个 RollingWindow 类，以便将固定数量的最新数据点存储在数组中。

class RollingWindow<T> (private val length: Int) {

    private val window = Array<Any?>(length) {null}
    private var count = 0


    fun push(t: T) {
        if (length == 0)
            return

        window[currentIndex()] = t
        count++
    }

    @Suppress("UNCHECKED_CAST")
    fun toArray(): Array<T> {
        if (length == 0)
            return arrayOf<Any>() as Array<T>

        val firstHalf = window
            .copyOfRange(currentIndex(), window.size)
            .filterNotNull()
            .toTypedArray()
        val secondHalf = window
            .copyOfRange(0, currentIndex())
            .filterNotNull()
            .toTypedArray()
        
        val arr = arrayOf(*firstHalf, *secondHalf) as Array<T>
        print(arr.contentToString()) 
        //this works fine but for some reason the class cast exception is thrown from the unit test
        return arr 
    }

    override fun toString() = toArray().contentToString()

    private fun currentIndex() = count % length
}

我编写了一些单元测试并收到 ClassCastException

@Test
fun testRollingWindowNotFull() {
    val doubleWindow = RollingWindow<Double>(5)
    doubleWindow.push(2.5)
    doubleWindow.push(6.8)
    assertArrayEquals(arrayOf(2.5, 6.8), doubleWindow.toArray()) //this passes

    val variableInWindow = RollingWindow<Double>(5)
    variableInWindow.push(25.6)
    variableInWindow.push(24.32)
    val windowArray = variableInWindow.toArray() // ClassCastException only gets thrown here or whenever it's stored in a variable. If I use variableInWindow.toArray() inline it's fine, as shown in previous assertion
    assertArrayEquals(arrayOf(25.6, 24.32), windowArray) // This never gets reached
}

在运行测试时，我尝试将 Array<Any> 转换为 Array<T>。RollingWindow 类中的转换工作正常，没有错误，但我在单元测试中特别遇到错误。这是堆栈跟踪：

Sep 13, 2021 1:55:49 PM org.junit.platform.launcher.core.EngineDiscoveryOrchestrator lambda$logTestDescriptorExclusionReasons$7
INFO: 0 containers and 4 tests were Method or class mismatch
[Ljava.lang.Object;@7a8051ce[Ljava.lang.Object;@3ba12a08[Ljava.lang.Object;@725e196
class [Ljava.lang.Object; cannot be cast to class [Ljava.lang.Double; ([Ljava.lang.Object; and [Ljava.lang.Double; are in module java.base of loader 'bootstrap')
java.lang.ClassCastException: class [Ljava.lang.Object; cannot be cast to class [Ljava.lang.Double; ([Ljava.lang.Object; and [Ljava.lang.Double; are in module java.base of loader 'bootstrap')
    at collections.RollingWindowTest.testRollingWindowNotFull(RollingWindowTest.kt:24) 

Answer 1

与 Kotlin 中类中的所有其他泛型不同，Array 类和 Array 类只有具体化类型，并且是不变类型。您永远无法成功地将一种类型的数组转换为另一种类型的数组，除非您将其转换为协变或逆变类型。

我认为测试第一部分通过的唯一原因是，toArray()如果返回的对象用作 or ，Any则必须进行编译器优化，以忽略函数内部的具体化强制转换Array<out Any>。Java 定义的assertArrayEquals函数采用两个Object[]参数，这些参数映射到 或Array<Any>，Array<out Any>也许在本例中它正在执行后一种转换，因为它发现该函数中的数组中没有放入任何内容。

因此，作为一种优化，编译器可能会将具体化的强制转换替换Array<Double>为非具体化的强制转换Array<out Double>，这是一种安全的强制转换。

您可能需要考虑使用 List 或 MutableList 而不是 Array 以避免处理这些问题。