为什么 Java 中的断言充当“缺少的返回语句”而 throw 语句却没有？

Question

我有一个具有以下字段和方法的类：

private final Map<Character, String> charMap = new LinkedHashMap<>();

public Character charOf(String s) {
    assert this.charMap.containsValue(s);
    for (Character c : this.charMap.keySet()) {
        if (this.charMap.get(c).equals(s)) return c;
    }
}

编译器不喜欢这样，给我一个“缺少返回语句”错误，而这编译得很好：

private final Map<Character, String> charMap = new LinkedHashMap<>();

public Character charOf(String s) {
    for (Character c : this.charMap.keySet()) {
        if (this.charMap.get(c).equals(s)) return c;
    }
    throw new IllegalArgumentException("There is no mapping for \"" + s + "\"");
}

据我所知，这两种方法的功能应该完全相同，并且做的事情完全相同，但前者的可读性略高（但错误消息的详细程度较低）。它总是要么返回一个值，要么抛出一个异常。为什么编译器没有意识到这一点？

Answer 1

有两个原因：

1. 编译器不够“聪明”，无法确定this.charMap.containsValue(s) 为真意味着this.charMap.get(c).equals(s) 对于某些c 必须为真。它只进行更简单的分析，例如检查 if 语句的两个分支是否都有返回值。
2. 即使它足够聪明，Java 也是一种具有可变对象和线程的语言——即使映射包含 assert 时的键，它也可能在循环开始之前被另一个线程从映射中删除.

如果您想要一种具有足够“智能”编译器的语言，您可能需要查看 Idris 等依赖类型语言。

Answer 2

因为两件事：

首先，断言只有在运行时使用 jvm 参数 -ea 启用时才会引发异常。这意味着有可能被跳过。

其次，当您在代码之前运行断言时，您会在最后抛出异常。从理论上讲，如果没有循环返回，断言可能是真的，因为理论上Map 的内容可能会在断言和循环之间发生变化，或者containsValue 可能会做一些编译器没有预料到的事情。编译器只检查语法，而不是逻辑上的不可能性。

Answer 3

这与 JLS 的关系更大：https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se10/html/jls-8.html#jls-8.4.7 而不是assert：

如果方法被声明为具有返回类型（第 8.4.5 节），则 如果方法的主体可以完成，则会发生编译时错误 通常（第 14.1 节）。

换句话说，具有返回类型的方法必须仅通过使用 提供返回值的 return 语句；方法不是 允许“从身体的末端掉下来”。详见§14.17 关于方法体中的返回语句的规则。

由于您的方法必须返回一个值（不是void），因此只有return 或throw 将执行流程返回给调用者。

此规则确保您避免这种情况（这是一个 C 示例）：

#define N = 10;
const char* CHAR_MAP[N] = ...;
const char  CHAR_VALUE[N] = ...;

char charOf(const char* s) {
  for (int i = 0; i < N; ++i) {
    if (strcmp(s, CHAR_MAP[i]) == 0) {
      return CHAR_VALUE[i];
    }
  }
  // not return value
}

我的 C 有点生疏，这可能无法编译，但重点是：在 C 中 - 至少在 C99 中 - 在这种情况下返回的值是 undefined 这可能会导致一些令人讨厌的问题，尤其是指针。

Java 中的规则确保您始终：

1. 返回一个值，例如：null。
2. 抛出异常，意味着错误。

这并不意味着返回的值会起作用：在这里返回null 可能会产生NullPointerException。

另外，附注：

public Character charOf(String s) {
    for (Map.Entry<Character,String> entry : this.charMap.entrySet()) {
        if (s.equals(entry.getValue()) {
          return entry.getKey();
        }
    }
    throw new IllegalArgumentException("There is no mapping for \"" + s + "\"");
}

当你可以使用entrySet()时，你应该避免混淆keySet()和get()。