泛型返回类型上限 - 接口与类 - 令人惊讶的有效代码

Question

这是来自第三方库API的真实示例,但已简化.

使用Oracle JDK 8u72编译

考虑这两种方法:

<X extends CharSequence> X getCharSequence() {
    return (X) "hello";
}

<X extends String> X getString() {
    return (X) "hello";
}

两者都报告了"未经检查的演员"警告 - 我明白了.困扰我的是我为什么打电话

Integer x = getCharSequence();

它编译？编译器应该知道Integer没有实现CharSequence.打电话给

Integer y = getString();

给出错误(如预期的那样)

incompatible types: inference variable X has incompatible upper bounds java.lang.Integer,java.lang.String

有人可以解释为什么这种行为被认为是有效的？它会有用吗？

客户端不知道此调用是不安全的 - 客户端的代码在没有警告的情况下编译.为什么编译器不会警告/发出错误？

另外,它与这个例子有什么不同:

<X extends CharSequence> void doCharSequence(List<X> l) {
}

List<CharSequence> chsL = new ArrayList<>();
doCharSequence(chsL); // compiles

List<Integer> intL = new ArrayList<>();
doCharSequence(intL); // error

试图传递List<Integer>给出错误,如预期的那样:

method doCharSequence in class generic.GenericTest cannot be applied to given types;
  required: java.util.List<X>
  found: java.util.List<java.lang.Integer>
  reason: inference variable X has incompatible bounds
    equality constraints: java.lang.Integer
    upper bounds: java.lang.CharSequence

如果报告为错误,为什么Integer x = getCharSequence();不呢？

Answer 1

CharSequence是一个interface.因此即使SomeClass没有实现CharSequence它也很可能创建一个类

class SubClass extends SomeClass implements CharSequence

所以你可以写

SomeClass c = getCharSequence();

因为推断类型X是交集类型SomeClass & CharSequence.

这是Integer因为Integer是最终的,但final在这些规则中没有任何作用,这有点奇怪.例如,你可以写

<T extends Integer & CharSequence>

另一方面,String不是一个interface,因此不可能扩展SomeClass以获得子类型String,因为java不支持类的多重继承.

通过这个List例子,你需要记住泛型既不是协变也不是逆变.这意味着如果X是子类型Y,List<X>既不是子类型也不是超类型List<Y>.由于Integer未实现CharSequence,您无法List<Integer>在您的doCharSequence方法中使用.

但是,您可以将其编译

<T extends Integer & CharSequence> void foo(List<T> list) {
    doCharSequence(list);
}  

如果你有一个方法返回一个List<T>像这样的:

static <T extends CharSequence> List<T> foo() 

你可以做

List<? extends Integer> list = foo();

同样,这是因为推断类型是Integer & CharSequence,这是一个子类型Integer.

当您指定多个边界(例如<T extends SomeClass & CharSequence>)时,交叉类型会隐式发生.

欲了解更多信息,这里是JLS的部分地方解释型的边界是如何工作的.您可以包含多个接口,例如

<T extends String & CharSequence & List & Comparator>

但只有第一个边界可能是非界面.

Answer 2

在分配之前由编译器推断的类型X是Integer & CharSequence.这种类型感觉很奇怪,因为它Integer是最终的,但它是Java中完全有效的类型.然后施展Integer,这是完全可以的.

该类型只有一个可能的值Integer & CharSequence:null.通过以下实现:

<X extends CharSequence> X getCharSequence() {
    return null;
}

以下作业将起作用:

Integer x = getCharSequence();

由于这个可能的价值,没有理由为什么分配应该是错误的,即使它显然是无用的.警告会很有用.

真正的问题是API,而不是呼叫站点

事实上,我最近在博客上谈到了这种API设计反模式.你应该(几乎)从不设计一个泛型方法来返回任意类型,因为你(几乎)永远不能保证推断类型将被传递.一个例外是像这样的方法Collections.emptyList(),如果列表的空白(和泛型类型擦除)是任何推断<T>将工作的原因:

public static final <T> List<T> emptyList() {
    return (List<T>) EMPTY_LIST;
}