Java Generics "upcast" в непараметризованный тип

Question

Почему я получаю ClassCastException только тогда, когда раскомментируем третье утверждение в Main.main()? И никаких исключений, но хорошо выполненные первое и второе высказывания?

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());
    }
}

Заранее спасибо.

Answer 1

Когда вы пишете цепочку вызовов методов:

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

компилятор эффективно расширяет это до:

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

Теперь, если это произойдет, что t.second является универсальным типом, компилятор вставит приведение к типу t.second будет:

Bar tmpTSecond = (Bar) t.second;

Так что даже если вы никогда не получите доступ к любому Bar-специфичный функционал, вы получите ClassCastException,

---

Чтобы продемонстрировать это, вот байт-код:

  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

Строка 8 - это где t.second помещается в стек; Строка 11, где приведение к Bar происходит.

---

Это происходит только из-за необработанных типов, используемых при объявлении test.f():

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

Если бы это было правильно объявлено как

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

тогда эта строка

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

не будет компилироваться Но использование необработанных типов отключает проверку типов компилятором, поэтому нельзя гарантировать, что подобные ошибки во время выполнения будут предотвращены.

---

Основной урок на вынос никогда не использовать сырые типы.

Второй урок - обратите внимание на предупреждения вашего компилятора (или IDE). Компилируя этот код, мне сказали:

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

и когда я перекомпилировал с этим флагом:

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

Answer 2

Согласно Java-документам, для getClass() метод в Object учебный класс

Фактический тип результата Class<? extends |X|> где |X| стирание статического типа выражения, для которого вызывается getClass.

В части объявления тип является Bar

Tuple<String, Bar> t = Test1.f();

Поскольку между родителями и детьми нет Integer а также Bar при попытке привести Integer к Bar вы получаете исключение ClassCastException (т.е. Integer extends Bar не является правильным)

Вот исправление

Tuple<String, Object> t = Test1.f();

Примечание: не рекомендуется использовать необработанные типы. Этот ответ просто объясняет причину неудачи и исправления.