为什么 Arrays.sort(T[] a, Comparator<? super T> c) 将 T 推断为二维数组的对象？

Question

如果我想对二维数组进行排序。 （只需重新排序行，不要触摸每行内的数据）。

在以下 sn-p 中：所有 3 种情况都使用相同的 Arrays.sort(T[] a, Comparator<? super T> c) 方法签名。案例（a）工作正常。但是，只需在第二个参数中添加一个 if 条件，T 的推断就会改变。我不明白为什么。

        // array contains 3 tuples, sort it by the first element, then second element
        int[][] array1 = new int[3][2];
        array1[0] = new int[]{1,2};
        array1[1] = new int[]{2,3};
        array1[2] = new int[]{2,4};

        // Case (a): compiles good, tuple is inferred as int[]
        Arrays.sort(array1, Comparator.comparingInt(tuple -> tuple[0]));  // Arrays.sort(T[] a, Comparator<? super T> c) correctly infers that T refers to int[]

        // Case (b.1): compile error: incompatible types
        // tuple is now inferred as Object, why?
        Arrays.sort(array1,
                (a1, a2) -> a1[0] == a2[0] ?
                        Comparator.comparingInt(tuple -> tuple[1]) : Comparator.comparingInt(tuple -> tuple[0]));  

        // Case (b.2): compile error: incompatible types
        Arrays.sort(array1, Comparator.comparingInt(tuple -> tuple[0]).thenComparingInt(tuple -> tuple[1])); 
        
        // Case (c): if downcast tuple[0] to ((int[])tuple)[0], then (b) works fine. 

更新：

1. 在 cmets 的启发下，我很快意识到案例（b.1）实际上是无效的。 (b.1) 中的 lambda 假设返回一个整数，而不是比较器。例如。 Arrays.sort(array1, (a1, a2) -> a1[0] == a2[0] ? 0 : 1);
2. 在所有其他情况下，我看到 Comparator.<int[]>comparingInt(...) 正确强制推理。

Answer 1

简答：编译器不够聪明，无法通过如此复杂的表达式进行推断。它需要一些帮助来推断类型：

Arrays.sort(array1, Comparator.<int[]>comparingInt(tuple -> tuple[0]).thenComparingInt(tuple -> tuple[1]));

相关JEP：http://openjdk.java.net/jeps/101

至于三元表达式的情况，我认为它需要进一步的适配，因为你需要在 lambda 中返回一个int，而不是一个Comparator：

Arrays.sort(array1,
            (a1, a2) -> a1[0] == a2[0] ?
                    Comparator.<int[]>comparingInt(tuple -> tuple[1]).compare(a1, a2) :
                    Comparator.<int[]>comparingInt(tuple -> tuple[0]).compare(a1, a2));

Answer 2

在深入挖掘之后，这里有一个关于这种行为的直观解释：

public interface Comparator<T> {
...
default Comparator<T> thenComparingInt(ToIntFunction<? super T> keyExtractor)
public static <T> Comparator<T> comparingInt(ToIntFunction<? super T> keyExtractor)
...
}

1. public static 方法需要调用者在调用该方法时定义T（如第二个方法中的第一个<T> 一样）。否则默认为Object。

2. 这与非静态方法不同，其中T 已在实例化期间定义。

所以查看Comparator.comparingInt(tuple -> tuple[0]);，编译器不会知道T 是什么，因此默认为Object。

为了正确地为编译器提供实际类型 T，我们可以在不同的地方显式定义 T。

// define T when calling the method
Comparator.<int[]>comparingInt(tuple -> tuple[0]); 

// infer by return type, this is samilar to placing the rhs to Arrays.sort(int[][] a, rhs)
Comparator<int[]> c = Comparator.comparingInt(tuple -> tuple[0]); 

// explicit target type for lambda expression
Comparator.comparingInt((ToIntFunction<int[]>) tuple -> tuple[0]);

// explicit type for lambda parameter
Comparator.comparingInt((int[] tuple) -> tuple[0]);

// This works but it's doesn't change the inference of T as comments suggests below.
Comparator.comparingInt(tuple -> ((int[])tuple)[0]); 

一旦它返回一个Comparator<int[]> 对象（因此将T 定义为int[]），实例方法thenComparingInt 就会在知道T 是什么时被调用。