意外地向List<Integers>添加字符串

Question

我不明白编译器是如何处理下面的代码的，因为它输出了测试，而我正在等待一个错误。

List<Integer> b = new ArrayList<Integer>();
List a = b;
a.add("test");
System.out.println(b.get(0));

我希望有人能告诉我编译器在执行代码时所经历的确切的步骤，以便我能够理解输出。我目前的理解是：

1. 编译器在编译期间检查支持参数类型的add方法是否存在于List类中，即add(对象e)作为其原始类型。
2. 但是，在运行时，它尝试从实际对象List调用add(对象e)，它不包含此方法，因为实际对象不是原始类型的，而是持有方法add(Integer e)。

如果在实际的对象列表中没有add (对象e)方法，那么它如何仍然以某种方式将字符串添加到整数列表中？

Answer 1

你们很亲密。编译时检查所有的结果：

a是List类型的，所以调用

a.add("test");

平底锅。b是(编译时)类型的ArrayList<Integer>所以

b.get(0)

也检查过了。请注意，检查只针对变量的编译时类型进行。当编译器看到a.add("test")时，它不知道变量a引用的对象的运行时值。一般说来，它真的不能(这在理论计算机科学上有一个结果)，虽然控制流类型分析可以捕捉到许多这样的事情。像TypeScript这样的语言可以在编译时做一些令人惊奇的事情。

现在，您可能假设在运行时可以检查这些事情。唉，在Java中，他们不能。Java擦除泛型类型。查找一篇关于Java类型擦除的文章，以了解血淋淋的细节。TL;DR是编译时的List<Integer>在运行时变成了原始的List。JVM没有一种“具体化”泛型的方法(尽管其他语言是这样做的！)因此，在引入泛型时，决定Java只删除泛型类型。因此，在运行时，代码中没有类型问题。

让我们看一看编译后的代码：

   0: new           #2                  // class java/util/ArrayList
   3: dup
   4: invokespecial #3                  // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
   7: astore_1
   8: aload_1
   9: astore_2
  10: aload_2
  11: ldc           #4                  // String test
  13: invokeinterface #5,  2            // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
  18: pop
  19: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  22: aload_1
  23: iconst_0
  24: invokeinterface #7,  2            // InterfaceMethod java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object;
  29: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
  32: return

在这里您可以直接看到没有运行时类型检查。因此，对您的问题的完整(但看似轻率)的回答是，Java只在编译时根据变量的类型(在编译时已知)检查类型，但是泛型类型参数被删除，代码在没有它们的情况下运行。

Answer 2

令人惊讶的是，b.get(0)没有运行时检查。我们期望编译器对代码进行解释，其含义如下：

System.out.println((Integer)b.get(0)); // throws CCE

事实上，如果我们要尝试：

Integer str = b.get(0); // throws CCE

我们会得到一个运行时ClassCastException。

实际上，我们甚至会得到相同的错误切换printf而不是println

System.out.printf(b.get(0)); // throws CCE

那又有什么意义？

这是一个错误，不能修复，因为向后兼容性。如果目标上下文允许删除检查强制转换，那么尽管更改了语义，它还是会被省略。在这种情况下，重载从println(Integer)更改为println(Object)。更糟糕的是，有一个过载的println(char[])，它有不同的行为！

无论如何，不要使用原始的或罕见的类型，不要过载来改变行为(或者，如果您可以管理它的话，也不要使用重载)，并且在对不可修复的规范进行优化之前，先考虑真正的。