1. 概述
在Java中，数据操作常常涉及将数据结构从一种形式转换为另一种形式。一个常见的任务是将一个ArrayList<String>转换为String数组。
在这个教程中，我们将探讨如何使用Java内置的方法和技术轻松完成这种转换。
2. 问题介绍
一个例子能帮助我们快速理解这个问题。假设我们有以下包含艺术家名字的ArrayList：
static final List<String> INPUT_LIST = Lists.newArrayList("Michael Bolton", "Michael Jackson", "Guns and Roses", "Bryan Adams", "Air Supply");
现在，我们想要将这个ArrayList转换为一个包含相同艺术家名字的String数组，顺序不变：
static final String[] EXPECTED_ARRAY = new String[] { "Michael Bolton", "Michael Jackson", "Guns and Roses", "Bryan Adams", "Air Supply" };
这看起来是一个简单的任务，因为Java标准库提供了Collection.toArray()方法将集合转换为数组。toArray()方法返回一个Object[]数组。由于列表的类型是List<String>，所以所有元素都是字符串。因此，我们可能会认为安全地将对象数组转换为String[]：
String[] result = (String[]) INPUT_LIST.toArray();
如果我们运行这行代码，可以看到如下输出：
java.lang.ClassCastException: class [Ljava.lang.Object; cannot be cast to class [Ljava.lang.String;
如我们所见，会抛出ClassCastException。这是因为Java的泛型类型仅在编译时存在。也就是说，在运行时，toArray()方法返回的数组并不知道其元素的确切类型。它们可能是String、Integer，甚至由不同类型的元素混合，因为Object类是所有其他类型的超类。因此，Java抛出ClassCastException并拒绝将Object[]转换为String[]。
接下来，让我们看看如何正确地将String ArrayList转换为String数组。为了简化，我们将使用单元测试断言来验证每种方法是否返回预期结果。
3. 使用循环填充预声明的字符串数组
解决这个问题的一个直接想法是遍历字符串ArrayList，获取每个元素，并填充一个预声明的字符串数组。现在，让我们实现它：
String[] result = new String[INPUT_LIST.size()];
for (int i = 0; i < INPUT_LIST.size(); i++) {
result[i] = INPUT_LIST.get(i);
}
assertArrayEquals(EXPECTED_ARRAY, result);
在上述实现中，我们首先声明了一个与给定ArrayList大小相同的字符串数组，然后在for循环中填充数组。
4. 使用toArray(T[])方法
当我们使用Collection.toArray()方法时，之前遇到了ClassCastException。Collection接口还定义了另一个带有参数T[] a的toArray()方法：
<T> T[] toArray(T[] a);
方法签名表明**该方法返回的是T[]而不是Object[]**。接下来，让我们看看如何使用它：
String[] result = new String[INPUT_LIST.size()];
INPUT_LIST.toArray(result);
assertArrayEquals(EXPECTED_ARRAY, result);
如上所示，我们创建了一个足够容纳列表元素的新字符串数组。因此，将其传递给toArray()后，数组由列表中的元素填充。
然而，如果我们传递给toArray()的字符串数组没有足够的空间容纳列表元素，我们会从toArray()获取一个新的数组：
String[] result2 = INPUT_LIST.toArray(new String[0]);
assertArrayEquals(EXPECTED_ARRAY, result2);
5. 使用流API
假设我们使用Java 8或更高版本。我们也可以使用流API（Stream API）来解决问题：
String[] result = INPUT_LIST.stream()
.toArray(String[]::new);
assertArrayEquals(EXPECTED_ARRAY, result);
流的toArray()方法接受一个生成器函数，该函数会在所需类型中分配返回的数组。在这种情况下，我们可以简单地使用String[]的构造函数作为方法引用，并将其传递给toArray()作为函数。
6. Java 11+版本
最后，如果我们使用Java 11或更高版本，可以直接调用Collection.toArray(generatorFunc)来获取转换后的数组，而无需先将列表转换为流：
String[] result = INPUT_LIST.toArray(String[]::new);
assertArrayEquals(EXPECTED_ARRAY, result);
7. 总结
在这篇文章中，我们首先讨论了为什么(String[]) myList.toArray()会抛出ClassCastException。然后，通过示例学习了将String ArrayList转换为String数组的不同方法。
如往常一样，示例的完整源代码可在GitHub上找到。