为什么 Java 允许这段代码与 generics 一起编译？

Question

我最近被以下 Java 代码弄得措手不及：

interface Common {}

interface A extends Common {}

static class B implements Common {}

static class Impl {
  private A a;

  public <T extends A> T translate() {
    return (T) a;
  }
}

static class Usage {
  public void use() {
    Impl impl = new Impl();
    B b = impl.translate(); // Why does this compile?
  }
}

考虑到B不扩展A ，我本来希望Impl.translate上的类型约束不允许将结果存储在类型B中以被编译器接受。 代码在运行时抛出UncheckedCastException而不是编译器错误。

这只发生在方法返回类型T时； 如果它是方法参数，而不是：

  public <T extends A> void translate(T t) {}

然后，正如预期的那样，不允许B的实例作为 t translate的参数。

这里发生了什么？ 为什么 Java 的类型系统允许这样做？

Answer 1

这是可以编译的，因为原则上 object 可能既是B又是A 。 例如，此 class 的一个实例：

static class C extends B implements A {}

对于编译器来说，不存在这样的 class 并不重要。 其他人可能会从依赖项导入此代码并自己定义C ，这是有效的，必须允许工作。 object 的实际 class 在编译时很容易找到并不重要，因为编译器不会进行那种分析。 禁止存在此类 class 的修饰符（例如将final添加到B ）也未考虑在内，尽管我不确定为什么。 这可能只是为了降低编译器逻辑的复杂性。

将A更改为 class 会导致编译错误，因为 Java 不允许 class 扩展多个类。

Answer 2

您的通用T没有被分配。 由于可能有一个B和A的值，编译器假设你没问题。

如果将类型分配给B它，则会出现错误。

B b = impl.<B>translate(); 

Testy.java:16：错误：class Impl 中的方法转换不能应用于给定类型； B b = impl.translate(); ^
必需：无 arguments
发现：没有 arguments
原因：显式类型参数 B 不符合声明的边界 A

当类型由参数确定时，您会遇到类似的错误。

public <T extends A> T translate(T t) {
    return (T) a;
  }

B b = impl.translate(new B());

类型是由参数分配的，参数是B这不会编译。

如另一个答案中所述，如果A和B都是类，则不会有T可以同时满足两者。

Testy.java:15：错误：不兼容的类型：推理变量 T 具有不兼容的上限 B，A
B b = impl.translate(); // 为什么会编译？
^
其中 T 是一个类型变量：
T 扩展了方法 translate() 中声明的 A

Answer 3

TL;DR 答案

“关键是可能存在一个扩展 [ B ] 并实现 [ A ] 的 class，而理论类型就是T的推断。” — @JornVernee 2017 年 7 月 3 日 14:43

长答案

Jorn Vernee 实际上在 Java 团队的 Oracle 工作。 他在TL;DR中引用的评论是他雇主第 18 章中最简洁、最容易理解的提炼。你会发现类型推断。

如果你对类型系统和 lambda 微积分了如指掌，并且想要完整的细节，那么第 18 章就在你身边。

在 Vernee 的TL;DR的专家简洁和 JLS 令人头痛的严谨性之间，是用户 @Radiodef 对 JLS 的缩减、合并和解决过程的逐点摘要。

@JornVernee 和 @Radiodef 对 JLS 在这个谜题背后的推理的解释，是（对我而言）这个问题的七个或八个（至少）重复的几十个其他答案中最清晰、最容易理解的：

1. 为什么这个通用代码在 java 8 中编译？
2. 通用返回类型上限 - 接口与 class - 令人惊讶的有效代码
3. 明显的类型冲突，但编译
4. 为什么这个带有绑定的泛型方法可以返回任何类型？
5. 字符串被分配给列表而没有编译错误
6. 这是 Java 泛型类型推断编译器错误吗？
7. Java 类型推断：参考在 Java 8 中不明确，但在 Java 7 中不明确