过滤后无法返回子类对象的Stream答案

【问题标题】：Cannot return Stream of subclass objects after filtering过滤后无法返回子类对象的Stream
【发布时间】：2020-09-24 23:51:22
【问题描述】：

我有一个返回Stream 类型为A 的方法。我还有A 的子类型B。该方法创建了一个Stream，它填充了B 的实例，由于继承，这些实例也是A 类型。这很好用，直到我在Stream 上引入一个过滤器。然后，编译器决定 Stream 的类型是 B 而不是 A，继承似乎无关紧要。为什么会这样？

这是一个最小的可重现示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {

    abstract class A {
        int member;
    }

    class B extends A {

        public B(int member) {
            this.member = member;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Stream<A> stream = getStream();
    }

    private Stream<A> getStream() {
        List<Integer> ints = new ArrayList<>();
        ints.add(1);
        ints.add(2);
        ints.add(3);

        return ints.stream().map(B::new).filter(b -> true); // Filter causes compiler to throw error
    }

}

【问题讨论】：

只需在方法getStream()中返回Stream<? extends A>
谢谢，这似乎是一个很好的解决方案。想知道为什么我不能做我正在做的事情。
因为generics in Java are invariant
但是过滤器怎么会破坏一切呢？在我使用过滤器之前它工作正常。过滤器是否将Stream<A> 转换为Stream<B>？
对了，没看到。好吧，那我只有一个不满意的答案：因为 Java 的类型推断加上泛型是疯了。就像，严重疯了。这可能与map 接受协变参数而filter 接受变体参数这一事实有关。编辑：不再是这个兔子洞了...书签，如果我想出什么我会回到这里。

标签： java lambda java-stream type-inference

【解决方案1】：

感谢 Holger，为您澄清事实。这是泛型类型的类型推断没有扩展到chained invocation 的情况，因为它会带来额外的复杂性。因此，一旦您链接 filter() 调用，推理机制就无法再自动确定类型。

除了在 map() 调用中指定泛型类型之外，您无需将额外的笨拙 .map(A.class::cast)、modify the return type 转换为 Stream<? extends A> 或执行任何其他操作

return ints.stream().<A>map(B::new).filter(b -> true);

【讨论】：

通过编译器在Stream<A> foo = ints.stream().map(B::new)中的推断，我们还能说Stream是不变的吗？在我看来是协变的。
我们仍然会说generics are invariant，因为这是事实。我们不能说“流是不变的”，因为Stream 是一个对象。在这种情况下，调用点协方差通过<? extends R> 启用，但R 的泛型类型仍然不变。
在这种情况下，map 的方差无关紧要，相反，您会看到类型推断在起作用。对于Stream<A> foo = ints.stream().map(B::new);，目标类型Stream<A> 将使Java 为方法引用B::new 推断Function<Integer,A>。对于另一个用例，.map(B::new).filter(b -> true)map 没有目标类型，可以进行相同的推理。当您使用.<A>map(B::new) 时，您将再次拥有一个目标类型。不需要类型转换。
问题是类型推断不适用于链式方法调用。对于return ints.stream().map(B::new).filter(b -> true);，该方法的返回类型为filter 调用提供目标类型，但不为调用filter 的表达式提供目标类型。如果签名中没有通配符类型，则没有区别，因为当您使用 lambda 表达式时，通配符完全无关紧要。差异仅与具有独立类型的参数表达式相关，即对预先存在的 Function 对象的引用。
作为附录，作为建议返回 Stream<? extends A> 的评论，the Guidelines for Wildcard Use 不鼓励返回带有通配符的类型：“应避免使用通配符作为返回类型，因为它会强制程序员使用代码来处理通配符”。

【解决方案2】：

（对评论做出反应，但太长了）

filter() 方法不会将Stream<A> 转换为Stream<B>，实际上map() 返回的东西可以分配给Stream<A> 和Stream<B>（自己试试——将映射重构为局部变量）。推理机制很复杂，并且还考虑了目标类型（即重构的局部变量或 - 就像在您的原始示例中一样 - 方法返回类型，在这种情况下，流程被 filter 方法破坏）。

您可以像 Alex 所写的那样将返回类型更改为 Stream<? extends A>，或者在原始 map 和 filter 之间添加显式向上转换：.map(A.class::cast)。坦率地说，我现在看不到任何提议的意义。

【讨论】：