Java泛型接口中带有List<>方法的编译器错误

Question

我不理解以下代码导致的编译错误。我定义了一个泛型接口Task，其中包含两个方法：U doSomething(String value)和List<Integer> getIDs()。doSomething()方法实际上使用泛型类型作为返回值的类型，但似乎没有引起问题。getIDs()方法返回一个与Task类型无关的List，在使用for..each语句迭代返回值时却导致了问题。出现了以下编译错误。

error: incompatible types
    for (Integer value : task.getIDs()){
required: Integer
found:    Object

似乎接口上的类型擦除导致编译器忘记了第二个方法上声明的类型，这与泛型类型无关。换句话说，为什么接口上的泛型类型会影响编译器如何理解getIDs()方法的返回值，特别是在for..each语句的上下文中？显然，如果我在for..each之外获取列表的引用，则没有问题，但不能直接获取。

public class InterfaceTest {
   public static void main(String[] args) {
      Task task = new MyTask();
      // no complaints about the type here     
      List<Integer> values = task.getIDs();

      // getting a compiler error for this line
      for (Integer value : task.getIDs()){

      }
   }
}


interface Task<U>{
   U doSomething(String value);
   List<Integer> getIDs();
}

实现接口并不是展示重点的必要条件，但我不想留下引用Task task = null;，免得回答者告诉我这就是问题所在。

class MyTask implements Task<Boolean>{

   @Override
   public Boolean doSomething(String value) {
      System.out.println(value);
      return false;
   }

   @Override
   public List<Integer> getIDs() {
      return Arrays.asList( 1, 2, 3, 4 );
   }
}

- Martin Woolstenhulme

---

return new int[]{1,2,3,4}或者return Arrays.asList( new Integer(1), new Integer(2), ...);这样的语句会发生什么？（注意，不是假设性的问题。试一下，将结果添加到问题中以显示装箱/拆箱明显做了一些奇怪的事情） - Mike 'Pomax' Kamermans

这是一个非常好的问题；答案可能深藏在JLS的内部。 - arshajii

@arshajii：你把U doSomething(String value)改成了U doSomething(U value)吗？我认为发布的代码并没有实际上OP想要做的事情。 - Bhesh Gurung

我的猜测是因为您声明了没有泛型的 Task task，它会从类定义中删除所有泛型，包括 getIDs 上的 <Integer>。不确定这是一个错误还是特性。 - Kevin

我已经给所有答案点了赞，因为它们都有助于我理解问题。Lone nebula的答案是一个潜在的解决方法，可以让编译器保持愉快，如果我使用泛型定义我的Task接口。由于问题是为什么会出现这种情况，我接受了这个答案，并引用了规范JLS-4.8-210，但我认为两个引用规范的答案都很有价值。 - Martin Woolstenhulme

感谢@arshajii修复我的代码，我一直在测试接口定义，看看如果泛型类型是方法参数而不是返回类型是否会有差异，但没有效果，我忘记更新最终的示例代码了。 - Martin Woolstenhulme

Answer 1

发生的情况是当使用一个带有泛型参数<T>的类（或接口），但在没有<T>的情况下引用该实例时（即该raw类型），编译器会从类中擦除所有泛型类型信息。这可能是由于与先前的1.5之前的源代码兼容性有关，在那里您根本无法使用泛型类型信息。

考虑这样一种情况：您正在编写代码并在Java 1.4编译器上进行编译。您想使用一个使用泛型的库。当您将来自具有泛型参数的库的类型作为原始类型引用时，编译器强制使用不带泛型参数的类型。

编辑：

JLS-4.8-210提到了这一点，当它提到（来源：zhong-j-yu）：

一个原始类型C的构造函数(§8.8)，实例方法(§8.4，§9.4)或非静态字段(§8.3) M，如果不是从其超类或超接口继承而来，则其类型为对应于C的泛型声明中其类型擦除的原始类型。

这仍然感觉像一个陷阱，但很可能有某些原因。

- Craig

---

一个原始类型的实例方法的类型是该原始类型，这个原始类型可能不安全。请参考：http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-4.html#jls-4.8-210 - ZhongYu

我相信我已经找到了适当的JLS规范，请看我的回答。 - Kevin

Answer 2

错误似乎出现在这里：

Task task = new MyTask();

您忘记在 Task 后面添加泛型。如果您将其更改为以下其中一个，它应该可以工作：

Task<Boolean> task = new MyTask();
Task<?> task = new MyTask();

- Lone nebula

---

问题是为什么它不能按原样工作。 - arshajii

@arshajii 他们没有足够的资源/时间，所以对原始类型进行了非常粗糙的处理。 - ZhongYu

Answer 3

如果我正确理解了Java语言规范（§4.6.类型擦除），那么这是该语言的“坑点”：

引用：

类型擦除还将构造函数或方法的签名（§8.4.2）映射到一个没有参数化类型或类型变量的签名。构造函数或方法签名s的擦除是一个由与s相同名称和在s中给出的所有形式参数类型的擦除组成的签名。

我认为这意味着，如果您声明一个类型(Task)，该类型声明了一个泛型参数(Task<U>)，而没有该泛型参数，则它所有的函数也会失去其泛型类型，无论它们是否相关。因此，编译器将您的task.getIDs()解释为返回一个普通的List，而不是List<Integer>。当然，迭代器产生的是Objects而不是Integers，导致您看到的编译器错误。

这是因为可能需要与Java 1.5之前生成的代码保持向后兼容性，当时还没有引入泛型。

- Kevin