Java泛型：为什么someObject.getClass()不能返回Class<? extends T>？

Question

从编译时和运行时角度看，我认为.getClass()提供正确类型的返回值不应该成为问题。

但是我可能错了。

public class _GetClassGenerics2 {

  static class MyClass {
  }

  public static void main(String[] args) {
    MyClass myInstance = new MyClass();
    // here it works
    Class<? extends MyClass> type = myInstance.getClass();

    myMethod(myInstance);
  }

  public static <T extends MyClass> void myMethod(T instance) {
    Class<? extends T> type = instance.getClass();
// java.lang.RuntimeException: Uncompilable source code - incompatible types
//  required: java.lang.Class<? extends T>
//  found:    java.lang.Class<capture#1 of ? extends _GetClassGenerics2.MyClass>
  }

}

编辑：它也不适用于Class<T>和Class<? super T>。

- java.is.for.desktop

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Class<? super T> type 怎么样？ - sjngm

找到一个可能解释它的问题：https://dev59.com/KHVC5IYBdhLWcg3wjyDu - sjngm

@sjngm：1）请看修改，2）给出的其他问题不是那么相关，我（通常）理解super和extends之间的区别。 - java.is.for.desktop

Answer 1

java.lang.Class不能代表一个类型（使用java.lang.reflect.Type来代替）。如果 T 是 ArrayList<String>，那么就没有必要有一个 Class<ArrayList<String>>。

值得注意的是，在这种特殊情况下，方法不需要是泛型的。

public static <T extends MyClass> void myMethod(T instance) {

等价于：

public static void myMethod(MyClass instance) {

- Tom Hawtin - tackline

Answer 2

根据 getClass方法的Javadoc：

实际结果类型为Class<? extends |X|>，其中|X|是调用getClass的表达式的静态类型的擦除。例如，在此代码片段中不需要转换：

在这里，你代码片段中|X|的值为MyClass，因此instance.getClass()只能分配给Class<? extends MyClass>或Class<?>。

这个特定措辞的原因是，当你说这个变量的类型为 T，其中 <T extends MyClass>，有多个类扩展了 MyClass，因此能够满足 T extends MyClass 的条件。没有运行时信息，就无法知道在方法中传递了哪个具体实现子类的 MyClass。因此，为了提供通用解决方案，它返回 <? extends MyClass>，因为对于 MyClass 的任何子类来说都是正确的，不管传递了什么类实例。

- Sanjay T. Sharma

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我不明白的是为什么X是MyClass而不是T。 - Sergei Tachenov

@Sergey Tachenov：因为据我所知，|X|是一种擦除类型，因此不能成为参数化类型。如果它只是T，那么Javadoc就不会明确提到静态类型的擦除。 - Sanjay T. Sharma

哦，终于明白了。语言规范4.6明确提到：“类型变量（§4.4）的擦除是其左边界的擦除”，在我们这个例子中，就是MyClass。虽然我不太清楚为什么他们要这样做。 - Sergei Tachenov

所以基本上这是因为在编译时无法确保强制转换是正确的，因为T的实际类型是未知的？我现在明白了。顺便说一下，请修复您的答案，编辑中缺少一些代码。 - Sergei Tachenov

@SanjayT.Sharma：“之所以使用这个特定的措辞，是因为当你说对于这个类型为T且<T extends MyClass>的变量，有多个类可以扩展MyClass并且满足T extends MyClass的条件。”不，这没有任何意义。该方法是针对“T”泛型的，但对于任何给定的“T”选择，存在一个特定的类型——“T”，问题是为什么在此上调用.getClass()不返回Class<? extends T>。 - newacct

Answer 3

Java不支持泛型类型<this>，例如：

对象可以实现。

class Object {
    Class<this> getClass()
}

但是，getClass() 方法无法表达它将返回对象的类类型。编译器也无法本地理解这个方法的作用。
在我看来，应该支持这种行为。

- Peter Lawrey

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但是，getClass（）没有办法表达它将返回一个对象的类类型。按照这个逻辑，getClass()也没有办法“表达”它返回Class <? extends（此静态类型的擦除）>，但实际上它就是返回这个类型。 - newacct

@newacct 这是因为它的行为在Java 6的JLS 15.8.2中被定义，这个行为“覆盖”了返回类型。而Java 5.0没有这种行为。 - Peter Lawrey

@PeterLawrey：没错，所以OP的问题是为什么不能用另一种方式定义它。 - newacct

@newacct 没有语法支持 OP 想要的。 - Peter Lawrey

@PeterLawrey：目前没有支持它如何工作的语法。但是它能够工作，因为它在JLS中。这就是我的观点。OP想要的也可能在JLS中。但事实并非如此，这就是OP提出问题的原因。 - newacct

Answer 4

不是

Class<? extends T> type = instance.getClass();

你需要使用

Class<? extends MyClass> type = instance.getClass();

你不能直接在这里使用 T。

原因是你正在调用 Object.getClass() 的方法签名。它是：

public final Class<? extends Object> getClass()

所以你正在尝试将 Class<? extends Object> 转换为 Class<? extends T>，这是不允许的（因为你在进行向下转型）。使用显式转换是可以的：

Class<? extends T> type = (Class<? extends T>) instance.getClass();

这将会工作（尽管它会生成类型安全警告）。

- sleske

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这不会是一个问题，但问题是为什么。有原因吗？此时我们知道实例必须是类T（无论它是什么）或其子类。那么为什么不允许使用? extends T呢？ - Sergei Tachenov

@Sergey：原因是，虽然我们知道instance必须是类型为T或其子类，但Object.getClass()并不考虑这一点。请参见我的编辑答案。 - sleske

我还是不明白。Javadoc中说：“实际结果类型为Class<? extends |X|>，其中|X|是调用getClass表达式的静态类型的擦除。”在这种情况下，X是T。你是想说X实际上是Object吗？这是因为它是类型参数（因为它适用于泛型方法之外）吗？ - Sergei Tachenov

@Sergey：啊，我看到JDK 1.6的javadocs已经扩展了；对于造成的困惑，我很抱歉。 - sleske

根据您的解释，Class<? extends MyClass> 也不应该起作用，因为 Class<? extends Object> 不能隐式转换为 Class<? extends MyClass>。 - newacct