Java泛型：返回有界通用类型

Question

我遵循了下面的代码片段：

public <T extends ParentException> T managedException(Exception cause) {        
    if(ExceptionA.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionA.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionB.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionB.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionC.class.isInstance(cause)){
        return ExceptionC.class.cast(cause);
    } else {
        return new ExceptionD(cause.getMessage(), cause);
    }
}

这里的 ExceptionA、ExceptionB、ExceptionC 和 ExceptionD 都是 ParentException 的子类。

编译时，我收到了以下错误：

incompatible types: ExceptionA cannot be converted to T
incompatible types: ExceptionB cannot be converted to T
incompatible types: ExceptionC cannot be converted to T
incompatible types: ExceptionD cannot be converted to T

但是，如果我将代码更改为：

@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends ParentException> T managedException(Exception cause) {        
    if(ExceptionA.class.isInstance(cause)) {
        return (T) ExceptionA.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionB.class.isInstance(cause)) {
        return (T) ExceptionB.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionC.class.isInstance(cause)){
        return (T) ExceptionC.class.cast(cause);
    } else {
        return (T) new ExceptionD(cause.getMessage(), cause);
    }
}

它可以正常工作，没有编译错误。

如SO线程的这个答案中所提到的：如何使方法返回类型通用？，使用T进行强制转换是允许的，另一个指针在这个线程中给出：Java泛型：仅将通用类型定义为返回类型。但我的问题是：当T被限定并且所有返回对象都落在指定的范围内时，为什么需要使用类型转换？

- Tapas Bose

Answer 1

因为

ExceptionA a = managedException(new ExceptionB());

如果使用 ClassCastException，代码将会崩溃。Java 推断 T 为 ExceptionA，而你的代码将进入 B 分支，导致错误的类型转换。

Java 的判断是正确的，因为 ExceptionC 不是 T，因为 T 可以是 任何 其他的 ParentException 子类。

- luk2302

Answer 2

您所做的是错误的。这就是为什么会出现错误的原因。您可以使用 ExceptionC exceptionC=managedException(ExceptionD d) 调用您的方法，最终你将得到一个强制转换 (ExceptionC) exceptionD; 强制转换掩盖了错误，但在运行时会出现错误。

请将您的方法更改为：

public ParentException managedException(Exception cause) {        
    if(ExceptionA.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionA.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionB.class.isInstance(cause)) {
        return ExceptionB.class.cast(cause);
    } else if(ExceptionC.class.isInstance(cause)){
        return ExceptionC.class.cast(cause);
    } else {
        return new ExceptionD(cause.getMessage(), cause);
    }
}

您不需要在此使用泛型。所有这些异常也都是ParentExceptions，因此您可以返回它们。当您考虑时，您试图使方法返回不同的类型。这样做是行不通的，因为如果您有一个从此方法初始化的变量，您需要知道结果会是什么。您知道结果将是ParentException，但您无法知道哪种类型的父异常。

原因是，如果像这样编写您的方法，则其不会返回ParentException-它将返回T（子类）。您可以返回不同类型的子类而不是您想要获取的子类。

在一个更简单的示例中，如果我们有：

class A {}

class B extends A{  };

class C extends A{  };

public  <T extends A> T test() {        
        return (T) new B();
}   

我们可以使用 C c=test(); 调用它，实际上我们尝试将 (C) new B(); 强制转换为 C 类型，这是不兼容的，但我们已经掩盖了它，并在运行时获得了异常。

- Veselin Davidov

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你在 managedException() 中提出的代码可以编译，但是无济于事：你将其转换为特定类型，但该方法返回父类型。 - davidxxx

是的，但这就是继承的作用。你不能有一个返回不同类型的方法，对吧？ :) 通过从 Exception 更改为 ParentException，它变得更加通用。想象一下，如果该方法返回不同类型的异常（实际上确实如此），你只能将结果分配给 ParentException 类的变量。你不能将其分配给子类，因为你可能会得到一个不同的子类。 - Veselin Davidov

您可以使用以下代码替换所有分支：return cause instanceof ParentException ? (ParentException) cause : new ExceptionD(cause.getMessage(), cause); - Lii

同意。我只是想让它尽可能接近原始问题，这样问题就更容易理解了。 - Veselin Davidov

Answer 3

在你的方法上下文中，T 是一个动态类型参数，由编译器从调用上下文中推断出来。很容易破坏你的方法：

ExceptionC c = managedException(new ExceptionA());

在两个版本中，这都会在运行时失败。这就是为什么编译器不接受你的任何一个版本（除了第二个版本，带有泛型警告，正是我上面概述的原因）。通常，为了绑定参数，您需要添加一个Class参数。请保留HTML标签。

public <T extends ParentException> T managedException(Exception cause, Class<T> targetClass);

但我认为这很明显会使该方法无效（从一个不相关的类到另一个类的野蛮转换肯定会在运行时失败）。

该方法本身看起来有点可怕。与无操作转换唯一不同的是最后的ExceptionD构造。也许你应该重新考虑你真正想要实现什么——这种方法似乎不是实现它的正确方式。

另一种解决方案：有时使用泛型并不是正确的选择；-）

为什么不直接写

public ParentException managedException(Exception cause);

这应该正是你需要的，对于我能想象到的用例。

- Florian Albrecht