为什么不能使用具有多态返回类型的原始类型？

Question

考虑以下两个类：

public interface Foo<T>
{
    public T moo();
}

public class IntFoo implements Foo<Integer>
{
    public int moo()
    {
        return 0;
    }
}

此代码将在publicintmoo 产生错误，表示int 与被覆盖方法的返回类型Integer 不兼容。严格来说，这是真的，因为int 不直接 等于Integer。但是，我们都知道可以使用自动（取消）装箱将它们隐式转换为彼此。鲜为人知的是编译器在这个例子中生成了一个桥接方法：

public class IntFoo implements Foo<Integer>
{
    public <synthetic> <bridge> Object moo()
    {
        return this.moo(); // upcast
    }

    public Integer moo() {
        return 0;
    }
}

必须这样做是因为 JVM 在解析方法时会区分返回类型，并且由于 Foo.moo 的擦除返回类型是 Object，因此编译器生成了一个与方法具有相同签名的桥接方法。

我想知道为什么这也不适用于原始多态返回类型：

public class IntFoo implements Foo<Integer>
{
    public <synthetic> <bridge> Object moo()
    {
        return Integer.valueOf(this.moo());
    }

    public int moo()
    {
        return 0;
    }
}

似乎没有任何理由不拥有此功能：

IntFoo intFoo = new IntFoo();
Foo<Integer> foo = intFoo;
Integer i = foo.moo(); // calls the synthetic method, which boxes the result of the actual implementation

事实上，这个 REPL 会话的屏幕截图表明，我什至能够在我的 custom programming language（编译成 Java 字节码）中实现它：

Answer 1

与这些问题一样，答案是您必须询问语言设计者。我看不出有什么理由不能做到这一点。但是在我看来，这个功能将毫无意义。正如您在问题中指出的那样，只有在对静态类型 IntFoo 的变量调用 moo 时，才会返回原语；在Foo<Integer> 类型的变量上，无论如何都会返回Integer。因此，您可以通过这样做实现基本相同的目标。

public class IntFoo implements Foo<Integer> {

    @Override
    public Integer moo() { return mooAsInt(); }

    public int mooAsInt() { return 0; }
}

我个人认为这更好，因为拳击发生/没有发生时更加明显。在您的提议中，moo() 可能会根据变量的静态类型返回 int 或 Integer，这将非常令人困惑。

Answer 2

在我看来，原因纯粹是句法。正如您在问题中所展示的那样，可以在字节码中生成一个返回int 的方法和一个实现Foo 接口方法的方法返回Object。

但是，如果你从 Java 语法的角度来看问题（即不是字节码），

public class IntFoo implements Foo<Integer> {
    public int moo() { return 0; }
}

应该覆盖它没有覆盖的方法Integer moo()。正如您自己所说，Java 区分返回类型，int moo() 与Integer moo() 不一样。

Answer 3

原语的问题是它们在堆栈上需要不同数量的空间...与对象引用相反，它们都在堆栈上占用相同数量的空间。而且你不能有一个可变大小的堆栈帧，否则在运行时堆栈将不知道在方法退出时返回到哪里