Java 模式变量范围

Question

我正在通过Oracle官方docs了解模式变量范围在 Java 17 中。在以下示例中，方法 testScope1 的工作原理与文档中的说明相同，但方法 testScope2 给出了编译错误。我无法弄清楚为什么 void 方法的返回类型会导致问题？

interface Vehicle{}
class Car implements Vehicle{}

class Pattern{
    public int testScope1(Vehicle v){
        if(!(v instanceof Car c)){
            return 1;
        }
        System.out.println(c.toString());  //WORKS FINE
        return 2; 
    }
    public void testScope2(Vehicle v){
        if(!(v instanceof Car c)){
                 
        }
        System.out.println(c.toString());  //COMPILE TIME ERROR: Cannot resolve symbol c
    }
}

Answer 1

想想如果v 是不是Car 实例：

• 在testScope1 中，return 1; 语句会导致方法退出。不执行该方法的后续语句。一切都很好。
• 在testScope2中没有return，所以控制流到达c.toString()。但是v 不是Car，那么……c 是什么？！它不可能存在，因为它必须是 Car 类型，但这是反事实的。这就是您收到错误“无法解析符号c”的原因。

Answer 2

模式变量（模式中声明的绑定变量）使用流敏感范围.与位于连续区域范围内的普通本地变量不同，模式变量在范围内他们肯定会被他们的声明模式分配的地方.

如果您有 if 声明：

if (x instanceof Foo(var v)) { 
    A;
}
else {
    B;
}

那么v 在A 的范围内，但不在B 的范围内，因为我们不能保证在达到B 的情况下一定会为v 分配一个值。如果我们使用明显的重构来反转我们的测试：

if (!(x instanceof Foo(var v))) { 
    B;
}
else {
    A;
}

也是如此； v 在A 范围内，但不在B 范围内。规则完全一样明确的任务当地人的规则——“如果我到达这一点，这个值是否保证已经被分配了一个值。”

其他条件构造，例如短路&& 和||，也参与此范围界定。例如，以下是有效的：

if (x instanceof Foo(var v) && v != null) { 
    A;
}

但以下不是：

if (x instanceof Foo(var v) || v != null) { 
    A;
}

因为在后者中，当我们到达v != null 子句时，不能保证v 已被赋值。

这些规则甚至包含非本地控制流，例如异常。例如，如果我们有：

if (!(x instanceof Foo(var v)) { 
    System.out.println("Not a Foo");
}
B(v);

这将是一个错误，因为当我们到达B(v) 时，不能保证为v 分配一个值，但是如果if 块突然完成：

if (!(x instanceof Foo(var v)) { 
    throw new NotFooException();
}
B(v);

那么v 在B(v) 的范围内，因为我们保证如果我们到达那个点，v 已经被分配了一个值。

这可能看起来很复杂，但实际上非常简单：鉴于您对 if、throw 等结构的流控制的了解，是否保证在给定点为模式变量分配了一个值？如果是这样，那么它在当时的范围内。

Answer 3

对此花了更多的思考后，我有了一个解释：只有当那段代码的 instanceof 明显为真时，才能访问该变量。

在 testScope1 中，您无法在 if 语句中访问 c。 但是由于 if 语句之后的代码只有在 instanceof 为真时才会执行，所以c 是可以访问的。

在 testScope1 中，您无法在 if 语句中访问 c。 但是由于 if 语句之后的代码无论 instanceof 是真还是假都会被执行，c 是不可访问的。 毕竟我们可能会遇到错误的情况，编译器会相应地采取行动。

Answer 4

放一个 else 语句。只有当instanceof 运算符产生true 时，才会创建模式变量。否则范围内没有变量，因此编译器错误。

  public void testScope2(Vehicle v){
    if(!(v instanceof Car c)){

    } else {
      System.out.println(c.toString());
    }
  }

编辑： testScope1 方法不需要 else 语句，因为 return 语句已经存在。如果v 不是Car 的实例，return 语句确保控制永远不会到达c.toString()。

模式变量只是java 14中添加的语法黑巧克力。生成字节码时，它与简单的instanceof和if-else语句没有区别。例如，我使用 java 17 编译了您的 Pattern 类，并使用 java 8 进行了反编译。这里是 testScope1 方法的反编译版本。 Java 17 编译器自己放了一个else：

public int testScope1(Vehicle var1) {
  if (var1 instanceof Car) {
    Car var2 = (Car)var1;
    System.out.println(var2.toString());
    return 2;
  } else {
    return 1;
  }
}

所以，你可以看到，java 编译器已经修改了你的if 语句，所以只有当v 是instanceofCar 时才会创建Car 变量。使用了简单的概念instanceof、TypeCasting、variable scopes 和if-else，这些概念早已存在。