对于具有私有构造函数的类，instanceof如何返回true？

Question

这是本书中的一个问题： https ： //www.cl.cam.ac.uk/teaching/0506/ConcSys/cs_a-2005.pdf第28页

你能编写一个额外的Java类来创建一个对象，当传递给测试方法时会导致它打印“Here！”吗？ 正如我在代码中所说，编辑A类本身，或使用反射，序列化或本机方法等库功能被视为作弊！ 如果没有人能在一周左右发现它，我会在讲座中提供一些提示。 博士生都没有得到它。

public class A {
  // Private constructor tries to prevent A
  // from being instantiated outside this
  // class definition
  //
  // Using reflection is cheating :-)
  private A() {
  }

  //  ’test’ method checks whether the caller has
  //  been able to create an instance of the ’A’
  //  class. Can this be done even though the
  //  constructor is private?
  public static void test(Object o) {
    if (o instanceof A) {
      System.out.println("Here!");
    }
  }
}

我知道这个问题很不清楚。 我可以想到许多不同的'hack-ish'解决方案，但不确定它们是否会被视为'作弊'或者不是:)

我找不到官方的答案，所以问你一个好的答案。

Answer 1

如果我们认为嵌套类A不“修改它”（从技术上讲，所有代码行都是完整的）那么这个解决方案可能是唯一有效的选项：

class B
{
    static

    public class A {
      // Private constructor tries to prevent A
      // from being instantiated outside this
      // class definition
      //
      // Using reflection is cheating :-)
      private A() {
      }

      //  ’test’ method checks whether the caller has
      //  been able to create an instance of the ’A’
      //  class. Can this be done even though the
      //  constructor is private?
      public static void test(Object o) {
        if (o instanceof A) {
          System.out.println("Here!");
        }
      }
    }

    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        A.test(new A());
    }
}

我的意思是，从技术上讲，它遵循所有规则：

1. Can you write an additional Java class which creates an object that, when passed to the test method causes it to print “Here!”? - 完成
2. As I say in the code, editing the class A itself ... considered cheating! - 从技术上讲 ，这门课程是未经编辑的。 我复制粘贴到我的代码中。
3. ... or using library features like reflection, serialization, or native methods are considered cheating! - 完成

但是，如果你决定不允许嵌套类A ，那么我认为在给定当前定义的情况下，没有适当的解决方案。 另外，鉴于本书的这一部分是给出的，我打赌作者希望使构造函数protected但不是private 。

Answer 2

不知何故，我不喜欢这类问题。 它来自于2005年的一次演讲，根据网络搜索，似乎到目前为止还没有人找到“解决方案”，也没有发布任何解决方案。

约束是明确的，但是允许与否的问题有些模糊。 每种解决方案都可以被视为“作弊”，以一种或另一种方式，因为具有私有构造函数的类不应该被子类化 。 这是一个关键的安全机制，负责的工程师正在努力确保这种安全机制不会被轻易绕过。

所以当然，你必须作弊才能解决这个问题。

尽管如此，我花了很长一段时间用这个，这就是我最终欺骗它的方式：

1.）下载Apache字节码工程库 ，并将bcel-6.0.jar放在一个目录中。

2.）在同一目录中创建一个CreateB.java文件，其中包含以下内容：

import java.io.FileOutputStream;

import org.apache.bcel.Const;
import org.apache.bcel.generic.*;

public class CreateB
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        ClassGen cg = new ClassGen("B", "A", "B.java",
            Const.ACC_PUBLIC | Const.ACC_SUPER, new String[] {});
        ConstantPoolGen cp = cg.getConstantPool();
        InstructionList il = new InstructionList();
        MethodGen method = new MethodGen(Const.ACC_PUBLIC, Type.VOID,
            Type.NO_ARGS, new String[] {}, "<init>", "B", il, cp);
        il.append(InstructionFactory.createReturn(Type.VOID));
        method.setMaxStack();
        method.setMaxLocals();
        cg.addMethod(method.getMethod());
        il.dispose();
        cg.getJavaClass().dump(new FileOutputStream("B.class"));
    }
}

3.）编译并执行此类：

javac -cp .;bcel-6.0.jar CreateB.java
java  -cp .;bcel-6.0.jar CreateB

（注：在Linux中， ;必须是: ）。 结果将是一个文件B.class 。

4.）将问题中给出的类（逐字 - 未经任何修改）复制到同一目录中并进行编译。

5.）在同一目录中创建以下类，并编译它：

public class TestA
{
    public static void main(String[] args)
    {
        A.test(new B());
    }
}

6.）关键步骤：致电

java -Xverify:none TestA

输出将在Here! 。

---

关键是CreateB类创建一个扩展A的类B ，但不调用超级构造函数。 （请注意，编译器通常会添加隐式超级构造函数调用。但此处不涉及编译器。字节码是手动创建的）。 加载类时，所有这些通常都会因VerifyError失败，但可以使用-Xverify:none关闭此验证。

总结如下：

• A类本身没有编辑（也没有编辑它的字节代码，我希望这很清楚！）
• 没有反思
• 没有序列化
• 没有自定义本机方法

Answer 3

这里有几个选项：

创建一个类：

public class Y extends A {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        X.test(new Y());
    }
}

然后编辑字节码并删除对X的调用。当然这违反了JVM规范，必须使用-Xverify:none运行，如上所述。 这与@ Marco13基本相同。

选项2：

import sun.misc.Unsafe;

public class Y extends A {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Unsafe uf = Unsafe.getUnsafe();
        X.test((X) uf.allocateInstance(X.class));
    }
}

编译代码并通过将类路径放在sysloader中来运行它（否则它将无法工作）：

$ java -Xbootclasspath/p:. Y

两者都适合我:)当然，他们都是作弊。 第一个选项不是Java。 第二个是，好吧，邪恶:)

如果我找到另一种方式，我会发布它:)

无论如何，如果没有低级别的技巧，这是不可能做到的。 JVM规范明确禁止在不调用构造函数的情况下创建对象，因为堆栈中的对象未初始化 。 并且JVM规范明确禁止不调用超级构造函数。 JVM规范明确要求验证访问保护。

尽管很有趣，但:)

Answer 4

Java可以支持unicode类名:)

“if（o instanceof A）”中的A可能与“公共A类”中的A不同

例如，下面的代码将打印“Here！” 而不是“坏”。

A.java

public class A {
    // Private constructor tries to prevent A
    // from being instantiated outside this
    // class definition
    //
    // Using reflection is cheating :-)
    private A() {
        // A: U+0041
    }

    // ’test’ method checks whether the caller has
    // been able to create an instance of the ’A’
    // class. Can this be done even though the
    // constructor is private?
    public static void test(Object o) {
        if (o instanceof А) {
            System.out.println("Here!");
        }
    }
}

А.java

public class А {
    // A: U+0410, not A: U+0041
}

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        A.test(new А());
    }
}