Java 泛型 "upcast"到非参数化类型

Question

为什么只有在 Main.main() 中取消注释第三条语句时才会出现 ClassCastException ？没有异常(exception)，但第一条和第二条语句执行得很好？

public class Tuple<K, V> {
    public final K first;
    public final V second;

public Tuple(K first, V second) {
    this.first = first;
    this.second = second;
}

@Override public String toString() {
    return "Tuple{" + "first = " + first + ", second = " + second + '}';
    }
}

class Test { static Tuple f(){return new Tuple("test", 8);} }

class Bar {}

class Main{
    public static void main(String[] args) {
        Tuple<String, Bar> t = Test.f();
        System.out.println(t);
      //System.out.println(t.second.getClass().getSimpleName());
    }
}

提前致谢。

Answer 1

当您编写方法调用链时:

System.out.println(t.second.getClass().getSimpleName());

编译器有效地将其扩展为:

TypeOfTSecond tmpTSecond = t.second;
Class<?> clazzTmp = tmp.getClass();
String nameTmp = clazzTmp.getSimpleName();
System.out.println(nameTmp);

现在，如果 t.second 碰巧是泛型类型，编译器将插入一个转换为 t.second 将是的类型:

Bar tmpTSecond = (Bar) t.second;

因此，即使您从未访问任何 Bar 特定的功能，您也会收到 ClassCastException。

<小时/>

为了演示这一点，这里是字节码:

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: invokestatic  #2        // Method Test.f:()LTuple;
       3: astore_1
       4: getstatic     #3        // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       7: aload_1
       8: getfield      #4        // Field Tuple.second:Ljava/lang/Object;
      11: checkcast     #5        // class Bar
      14: invokevirtual #6        // Method java/lang/Object.getClass:()Ljava/lang/Class;
      17: invokevirtual #7        // Method java/lang/Class.getSimpleName:()Ljava/lang/String;
      20: invokevirtual #8        // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      23: return

第 8 行是将 t.second 压入堆栈的位置；第 11 行是转换为 Bar 的地方。

<小时/>

这只是因为声明 test.f() 时使用的原始类型而发生:

static Tuple f(){return new Tuple("test", 8);}

如果这被正确声明为

static Tuple<String, Integer> f(){return new Tuple<>("test", 8);}

然后这一行

Tuple<String, Bar> t = Test.f();

无法编译。但使用原始类型会禁用编译器的类型检查，因此不能保证防止此类运行时错误。

<小时/>

主要的外卖类(class)是 never use raw types .

第二个教训是注意编译器(或 IDE)的警告。编译这段代码时，我被告知:

Note: Main.java uses unchecked or unsafe operations.
Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details.

当我使用该标志重新编译时:

Main.java:19: warning: [unchecked] unchecked call to Tuple(K,V) as a member of the raw type Tuple
      return new Tuple("test", 8);
             ^
  where K,V are type-variables:
    K extends Object declared in class Tuple
    V extends Object declared in class Tuple
Main.java:26: warning: [unchecked] unchecked conversion
    Tuple<String, Bar> t = Test.f();
                                 ^
  required: Tuple<String,Bar>
  found:    Tuple
2 warnings