Java泛型类中数组转换为泛型类型运行时转换异常问题求助

问题核心原因：Java泛型擦除 + 数组的具体化类型特性 #

这个问题的本质是Java泛型的设计机制和数组的类型特性不匹配，和代码逻辑本身没有关系，是底层规则导致的：

1. 泛型只有编译期有效，运行时会被擦除
   你定义的E extends Number，在编译完成后所有的E都会被替换成它的上限类型Number，运行时根本不存在E是Integer这个信息。你代码里写的(E[][])new Number[xxx][xxx]，编译阶段只会给你一个unchecked cast警告，不会真的做类型转换，运行时这行代码等价于Number[][] result = new Number[xxx][xxx]，返回的数组实际类型永远是Number[][]，不会变成Integer[][]。
2. 数组是运行时具体化的类型
   和泛型相反，数组的类型信息会保留到运行时，Number[][]和Integer[][]是两个完全独立的类型，哪怕数组里存的所有元素都是Integer类型，只要数组本身是new Number[][]创建的，就永远不能强转成Integer[][]，运行时一定会抛类型转换异常。
3. 为什么编译期没报错？
   编译阶段泛型检查只会根据你声明的泛型参数做逻辑校验，你给GenericMatrix指定了E是Integer，编译器就会认为addMatrix返回的是Integer[][]，所以不会拦着你赋值给Integer[][]类型的变量，这种因为泛型擦除导致的运行时异常，编译器是抓不到的，这也是为什么Java不推荐泛型和数组混用的核心原因。
4. 书上的强转方案为什么说能用？
   书上说的(E[])new Object[capacity]的写法，只适用于这个数组完全被封装在泛型类内部使用的场景：只要你永远不把这个数组返回给外部、不让外部用具体类型接收，所有对数组的读写都通过泛型类的方法完成，编译期已经保证了元素都是E类型，运行时就不会出问题。一旦你要把这个数组返回给外部用具体类型接收，数组本身的类型不匹配的问题就会暴露出来。

修复方案参考 #

如果要让返回的数组真的是Integer[][]，可以用反射创建对应类型的数组，比如你可以给GenericMatrix加一个抽象方法获取实际类型的Class：

protected abstract Class<E> getElementType();

然后创建数组的时候用java.lang.reflect.Array生成：

E[][] result = (E[][]) Array.newInstance(getElementType(), matrix1.length, matrix1[0].length);

子类IntegerMatrix实现这个方法返回Integer.class，这样创建出来的数组实际类型就是Integer[][]，运行时就不会报错了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sruly