三元运算符在 JDK8 和 JDK10 上的行为差异

Question

考虑下面的代码

public class JDK10Test {
    public static void main(String[] args) {
        Double d = false ? 1.0 : new HashMap<String, Double>().get("1");
        System.out.println(d);
    }
}

在 JDK8 上运行时，此代码输出 null，而在 JDK10 上，此代码输出 NullPointerException

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at JDK10Test.main(JDK10Test.java:5)

编译器生成的字节码几乎是相同的，除了 JDK10 编译器生成的两个额外指令，它们与自动装箱相关并且似乎负责 NPE。

15: invokevirtual #7                  // Method java/lang/Double.doubleValue:()D
18: invokestatic  #8                  // Method java/lang/Double.valueOf:(D)Ljava/lang/Double;

这种行为是 JDK10 中的错误还是故意更改以使行为更严格？

JDK8:  java version "1.8.0_172"
JDK10: java version "10.0.1" 2018-04-17

Answer 1

我相信这是一个似乎已修复的错误。根据 JLS，投掷 NullPointerException 似乎是正确的行为。

我认为这里发生的情况是，出于某种原因，在版本 8 中，编译器考虑了方法返回类型提到的类型变量的边界，而不是实际的类型参数。换句话说，它认为...get("1") 返回Object。这可能是因为它正在考虑删除该方法，或其他原因。

行为应取决于get 方法的返回类型，正如以下§15.26 的摘录所指定的那样：

• 如果第二个和第三个操作数表达式都是numeric表达式，则条件表达式是一个数字条件表达式。

  为了对条件进行分类，以下表达式为数值表达式：

  • […]

  • 方法调用表达式（第 15.12 节），为其选择的最具体的方法（第 15.12.2.5 节）具有可转换为数字类型的返回类型。

    _{请注意，对于泛型方法，这是实例化方法的类型参数之前的类型。}

  • […]

• 否则条件表达式为引用条件表达式。

[…]

数值条件表达式的类型确定如下：

• […]

• 如果第二个和第三个操作数之一是基本类型 T，而另一个的类型是对 T 应用装箱转换 (§5.1.7) 的结果，那么条件表达式为T。

换句话说，如果两个表达式都可以转换为数字类型，并且一个是原始的，另一个是装箱的，那么三元条件的结果类型就是原始类型。

（表 15.25-C 还方便地向我们展示了三元表达式 boolean ? double : Double 的类型确实是 double，这再次意味着拆箱和投掷是正确的。）

如果get 方法的返回类型不能转换为数值类型，则三元条件将被视为“引用条件表达式”，不会发生拆箱。

另外，我认为注释“对于泛型方法，这是实例化方法的类型参数之前的类型” 不应该适用于我们的案例。 Map.get 没有声明类型变量，so it's not a generic method by the JLS' definition。但是，此注释是在 Java 9 中添加的（这是唯一的更改，see JLS8），因此它可能与我们今天看到的行为有关。

对于HashMap<String, Double>，get 的返回类型应该为Double。

这是一个支持我的理论的 MCVE，即编译器正在考虑类型变量边界而不是实际类型参数：

class Example<N extends Number, D extends Double> {
    N nullAsNumber() { return null; }
    D nullAsDouble() { return null; }

    public static void main(String[] args) {
        Example<Double, Double> e = new Example<>();

        try {
            Double a = false ? 0.0 : e.nullAsNumber();
            System.out.printf("a == %f%n", a);
            Double b = false ? 0.0 : e.nullAsDouble();
            System.out.printf("b == %f%n", b);

        } catch (NullPointerException x) {
            System.out.println(x);
        }
    }
}

The output of that program on Java 8 是：

a == null
java.lang.NullPointerException

换句话说，尽管e.nullAsNumber() 和e.nullAsDouble() 具有相同的实际返回类型，但只有e.nullAsDouble() 被视为“数值表达式”。方法之间的唯一区别是类型变量绑定。

可能需要进行更多调查，但我想发布我的调查结果。我尝试了很多东西，发现错误（即没有拆箱/NPE）似乎只发生在表达式是返回类型中具有类型变量的方法时。

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有趣的是，我在 Java 8 中发现了 the following program also throws：

import java.util.*;

class Example {
    static void accept(Double d) {}

    public static void main(String[] args) {
        accept(false ? 1.0 : new HashMap<String, Double>().get("1"));
    }
}

这表明编译器的行为实际上是不同的，这取决于三元表达式是分配给局部变量还是方法参数。

（最初我想使用重载来证明编译器赋予三元表达式的实际类型，但鉴于上述差异，这看起来不太可能。可能还有另一种我没有的方法不过也有想过。）

Answer 2

JLS 10 似乎没有对条件运算符指定任何更改，但我有一个理论。

根据 JLS 8 和 JLS 10，如果第二个表达式 (1.0) 的类型为 double，而第三个表达式 (new HashMap<String, Double>().get("1")) 的类型为 Double，则条件表达式的结果为输入double。 Java 8 中的 JVM 似乎足够聪明地知道，因为您返回的是 Double，所以没有理由先将 HashMap#get 的结果拆箱到 double，然后再将其装箱回 @987654329 @（因为你指定了Double）。

为了证明这一点，在您的示例中将Double 更改为double，并抛出NullPointerException（在JDK 8 中）；这是因为现在正在进行拆箱，null.doubleValue() 显然会抛出 NullPointerException。

double d = false ? 1.0 : new HashMap<String, Double>().get("1");
System.out.println(d); // Throws a NullPointerException

这似乎是在 10 中改变的，但我不能告诉你为什么。