使用三元运算符将 null 作为 int 返回，但 if 语句不允许

Question

我们看下面sn-p中的简单Java代码：

public class Main {

    private int temp() {
        return true ? null : 0;
        // No compiler error - the compiler allows a return value of null
        // in a method signature that returns an int.
    }

    private int same() {
        if (true) {
            return null;
            // The same is not possible with if,
            // and causes a compile-time error - incompatible types.
        } else {
            return 0;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main m = new Main();
        System.out.println(m.temp());
        System.out.println(m.same());
    }
}

在这个最简单的 Java 代码中，temp() 方法不会发出编译器错误，即使函数的返回类型是 int，我们正试图返回值 null（通过语句 return true ? null : 0; )。编译时，这显然会导致运行时异常NullPointerException。

但是，如果我们用if 语句（如在same() 方法中）表示三元运算符，似乎同样的事情是错误的，确实会发出编译时错误！为什么？

Answer 1

编译器将null 解释为对Integer 的空引用，为条件运算符应用自动装箱/拆箱规则（如Java Language Specification, 15.25 中所述），然后愉快地继续前进。这将在运行时生成一个NullPointerException，您可以通过尝试来确认。

Answer 2

我认为，Java 编译器将true ? null : 0 解释为Integer 表达式，可以隐式转换为int，可能给出NullPointerException。

对于第二种情况，表达式null 是特殊的null 类型 see，因此代码return null 会导致类型不匹配。

Answer 3

其实在Java Language Specification里都有解释。

条件表达式的类型确定如下：

• 如果第二个和第三个操作数的类型相同（可能是 null 类型），那么这就是条件表达式的类型。

因此，(true ? null : 0) 中的“null”获取一个 int 类型，然后自动装箱为 Integer。

尝试这样的事情来验证这个(true ? null : null)，你会得到编译器错误。

Answer 4

在if 语句的情况下，null 引用不被视为Integer 引用，因为它没有参与强制它被解释为这样的表达式 .因此，该错误很容易在编译时被捕获，因为它更明显是一个 type 错误。

关于条件运算符，Java 语言规范第 15.25 节“条件运算符? :”在关于如何应用类型转换的规则中很好地回答了这个问题：

• 如果第二个和第三个操作数的类型相同（可能是 null type)，那么这就是条件表达式的类型。
  
  不适用，因为null 不是int。

---

• 如果第二个和第三个操作数之一是布尔类型并且 其他为布尔类型，则条件表达式的类型为布尔。
  
  不适用，因为null 和int 都不是boolean 或Boolean。

---

• 如果第二个和第三个操作数之一是 null 类型并且 other 是引用类型，那么条件表达式的类型就是 引用类型。
  
  不适用，因为 null 是 null 类型，但 int 不是引用类型。

---

• 否则，如果第二个和第三个操作数具有可转换的类型 (§5.1.8) 到数字类型，那么有几种情况：[…]
  
  适用：null 被视为可转换为数字类型，并在 §5.1.8 中定义“拆箱转换”抛出NullPointerException。

Answer 5

首先要记住的是，Java 三元运算符有一个“类型”，无论第二个或第三个参数的实际/真实类型是什么，编译器都会确定并考虑这一点。根据几个因素，三元运算符类型以不同的方式确定，如Java Language Specification 15.26 中所示

在上面的问题中，我们应该考虑最后一种情况：

否则，第二个和第三个操作数的类型分别为 S1 和 S2。令 T1 为将装箱转换应用于 S1 的类型，令 T2 为将装箱转换应用于 的类型>S2。条件表达式的类型是将捕获转换（第 5.1.10 节）应用到 lub(T1, T2)（第 15.12.2.7 节）的结果。

看看applying capture conversion (§5.1.10)，尤其是lub(T1, T2)，这是迄今为止最复杂的情​​况。

用简单的英语，经过极度简化后，我们可以将这个过程描述为计算第二个和第三个参数的“最不常见的超类”（是的，想想 LCM）。这将为我们提供三元运算符“类型”。同样，我刚才所说的是一种极端的简化（考虑实现多个通用接口的类）。

例如，如果您尝试以下操作：

long millis = System.currentTimeMillis();
return(true ? new java.sql.Timestamp(millis) : new java.sql.Time(millis));

您会注意到条件表达式的结果类型是 java.util.Date，因为它是 Timestamp/Time 对的“最少公共超类”。

由于null 可以自动装箱到任何东西，“最不常见的超类”是Integer 类，这将是上面条件表达式（三元运算符）的返回类型。然后返回值将是一个 Integer 类型的空指针，这就是三元运算符将返回的值。

在运行时，当 Java 虚拟机拆箱时，Integer 会抛出 NullPointerException。发生这种情况是因为 JVM 尝试调用函数 null.intValue()，其中 null 是自动装箱的结果。

在我看来（因为我的观点不在 Java 语言规范中，所以无论如何很多人都会发现它是错误的）编译器在评估问题中的表达式方面做得很差。鉴于您编写了true ? param1 : param2，编译器应该立即确定第一个参数 -null- 将被返回，并且它应该生成编译器错误。这有点类似于您编写 while(true){} etc... 并且编译器抱怨循环下方的代码并使用 Unreachable Statements 标记它。

你的第二种情况很简单，这个答案已经太长了......;）

更正：

经过另一次分析，我认为我说 null 值可以装箱/自动装箱是错误的。谈到 Integer 类，显式装箱包括调用 new Integer(...) 构造函数或 Integer.valueOf(int i);（我在某处找到了这个版本）。前者会抛出一个NumberFormatException（这不会发生），而第二个则没有意义，因为int 不能是null...

Answer 6

实际上，在第一种情况下，表达式可以被计算，因为编译器知道，它必须被计算为Integer，但是在第二种情况下，返回值的类型（null）不能是确定，所以不能编译。如果将其转换为Integer，代码将编译。

Answer 7

private int temp() {

    if (true) {
        Integer x = null;
        return x;// since that is fine because of unboxing then the returned value could be null
        //in other words I can say x could be null or new Integer(intValue) or a intValue
    }

    return (true ? null : 0);  //this will be prefectly legal null would be refrence to Integer. The concept is one the returned
    //value can be Integer 
    // then null is accepted to be a variable (-refrence variable-) of Integer
}

Answer 8

这个怎么样：

public class ConditionalExpressionType {

    public static void main(String[] args) {

        String s = "";
        s += (true ? 1 : "") instanceof Integer;
        System.out.println(s);

        String t = "";
        t += (!true ? 1 : "") instanceof String;
        System.out.println(t);

    }

}

输出为真，真。

Eclipse 颜色编码条件表达式中的 1 为自动装箱。

我的猜测是编译器将表达式的返回类型视为 Object。