Java 泛型：返回有界泛型类型答案

【问题标题】：Java Generics: Returning Bounded Generic TypeJava 泛型：返回有界泛型类型
【发布时间】：2018-08-17 20:26:51
【问题描述】：

我有以下代码：

public <T extends ParentException> T managedException(Exception cause) {        
    if(ExceptionA.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionA.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionB.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionB.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionC.class.isInstance(cause)){
        return ExceptionC.class.cast(cause);
    } else {
        return new ExceptionD(cause.getMessage(), cause);
    }
}

这里ExceptionA、ExceptionB、ExceptionC、ExceptionD 是ParentException 的子级。

编译时出现错误：

incompatible types: ExceptionA cannot be converted to T
incompatible types: ExceptionB cannot be converted to T
incompatible types: ExceptionC cannot be converted to T
incompatible types: ExceptionD cannot be converted to T

但是，如果我将代码更改为：

@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends ParentException> T managedException(Exception cause) {        
    if(ExceptionA.class.isInstance(cause)) {
        return (T) ExceptionA.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionB.class.isInstance(cause)) {
        return (T) ExceptionB.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionC.class.isInstance(cause)){
        return (T) ExceptionC.class.cast(cause);
    } else {
        return (T) new ExceptionD(cause.getMessage(), cause);
    }
}

它没有编译错误。

正如 SO 线程的这个答案中提到的：How do I make the method return type generic?，允许使用T 进行强制转换，并且在该线程中给出了另一个指针：Java Generics: Generic type defined as return type only。但我的问题是：当T 有界并且所有返回的对象都落入指定的范围时，为什么我需要使用类型转换？

【问题讨论】：

标签： java generics

【解决方案1】：

你做错了。这就是你得到错误的原因。你可以用ExceptionC exceptionC=managedException(ExceptionD d) 调用你的方法，你最终会得到一个强制转换(ExceptionC) exceptionD; 并且强制转换它会掩盖错误，但你会在运行时得到它。

将您的方法更改为：

public ParentException managedException(Exception cause) {        
    if(ExceptionA.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionA.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionB.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionB.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionC.class.isInstance(cause)){
        return ExceptionC.class.cast(cause);
    } else {
        return new ExceptionD(cause.getMessage(), cause);
    }
}

这里不需要泛型。所有这些异常也是 ParentExceptions 所以你可以直接返回它们。当您考虑它时，您正在尝试使该方法返回不同的类型。不能那样做，因为如果你有一个从这个方法初始化的变量，你需要知道结果是什么。而且你知道结果会是 ParentException 但你不知道那是哪种父异常。

它背后的原因是，如果你的方法写成这样，它不会返回 ParentException - 它返回的是 T（一个子类）。而且您可以返回不同类型的子类，而不是您想要获取的子类。

如果我们有一个更简单的例子：

class A {}

class B extends A{  };

class C extends A{  };

public  <T extends A> T test() {        
        return (T) new B();
}

我们可以用C c=test(); 调用它，实际上我们尝试强制转换不兼容的(C) new B();，但我们已经屏蔽了它，我们在运行时得到了异常

【讨论】：

您在managedException() 中提出的代码编译但无能为力：您强制转换为特定类型，但该方法返回父类型。
是的，但这就是继承的目的。你不能有一个返回不同类型的方法吗？ :) 它通过从 Exception 更改为 ParentException 使其更通用。想象一下该方法返回不同类型的异常（就像它实际上所做的那样），您只能将结果分配给 ParentException 类的变量。您不能将其分配给子类，因为您可能会得到不同的子类
您可以将所有分支替换为以下内容：return cause instanceof ParentException ? (ParentException) cause : new ExceptionD(cause.getMessage(), cause);
同意我只是想让它与原始问题一样接近，这样问题更容易理解

【解决方案2】：

因为

ExceptionA a = managedException(new ExceptionB());

会因ClassCastException 而崩溃。 Java 将 T 推断为 ExceptionA 并且您的代码将进入 B 情况，这将导致错误的转换。

Java 说ExceptionC 不是T 是正确的，因为T 也可以是ParentException 的任何其他子类型。

【讨论】：

【解决方案3】：

嗯，T 在您的方法的上下文中是一个动态类型参数，编译器从调用上下文中推断出来。破坏你的方法很容易：

ExceptionC c = managedException(new ExceptionA());

这在两个版本中都会在运行时失败。这就是为什么编译器不接受您的任何版本的原因（除了第二个版本，带有泛型警告，这正是我上面概述的原因）。

要绑定参数，通常添加Class<T>参数：

public <T extends ParentException> T managedException(Exception cause, Class<T> targetClass);

但我认为很明显为什么这会导致方法无效（从一个类到不相关的另一个类的狂野转换肯定会在运行时失败）。

这个方法本身看起来有点诡异。与无操作演员表唯一不同的是最后的ExceptionD 构造。或许你应该重新考虑一下你真正想要实现的目标——这种方法似乎不是实现它的正确方法。

另一种解决方案：有时使用泛型是不对的 ;-)

为什么不直接写

public ParentException managedException(Exception cause);

对于我可以想象的用例，这应该正是您所需要的。

【讨论】：