为什么将泛型的类强制转换为 Class<T> 不安全？答案

【问题标题】：Why is casting the class of a generic to Class<T> unsafe?为什么将泛型的类强制转换为 Class<T> 不安全？
【发布时间】：2013-08-12 23:30:41
【问题描述】：

我正在创建一个MethodPointer 类，以便从 C++ 模拟函数指针的功能。起初，我只用 Objects 做所有事情，但后来我有了一个想法——为什么不让它真正通用呢？

问题出在这个构造函数上，它试图调用另一个签名为MethodPointer(Class<T> clazz, String methodName, Class<?> ... paramClasses)的构造函数：

public MethodPointer(T object, String methodName, Class<?> ... paramClasses) {
    this(object.getClass(), methodName, paramClasses);
    this.object = object;
}

我认为这会正常工作，但我收到以下编译器错误：

The constructor MethodPointer<T>(Class<capture#1-of ? extends Object>,
String, Class<?>[]) is undefined

所以，很困惑，我这样做了：

public MethodPointer(T object, String methodName, Class<?> ... paramClasses) {
    this((Class<T>) object.getClass(), methodName, paramClasses);
    this.object = object;
}

现在可以编译，但我收到以下警告：

Unchecked cast from Class<capture#1-of ? extends Object> to Class<T>

我想问题是我不明白Class<capture#1-of ? extends Object> 是什么意思。我认为由于T 的类型是从T object 参数推断出来的，因此调用object.getClass() 会返回Class 类型为Class<T> 的对象。不过，显然情况并非如此。有人能解开我的困惑吗？

完整的类声明和所有构造函数：

public class MethodPointer<T> {

    //Logger instance
    private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(MethodPointer.class);

    //Object fields
    private final Method method;
    private ArrayList<Object> args = new ArrayList<Object>();
    private T object = null;


    //Constructors
    public MethodPointer(Method method) {
        this.method = method;
    }

    public MethodPointer(Class<T> clazz, String methodName, Class<?> ... paramClasses) {
        Method theMethod = null;
        try {
            theMethod = clazz.getMethod(methodName, paramClasses);
        }
        catch(NoSuchMethodException nsme) {
            LogUtil.log(LOGGER, Level.ERROR, "Unable to find method " + methodName + " in " + clazz.getSimpleName(), nsme);
        }
        method = theMethod;
    }

    public MethodPointer(T object, String methodName, Class<?> ... paramClasses) {
        this((Class<T>) object.getClass(), methodName, paramClasses);
        this.object = object;
    }

【问题讨论】：

顺便说一句，如果您愿意使用Guava，请查看他们的Invokable 课程。

标签： java generics casting type-inference

【解决方案1】：

SLaks 的回答指出 object.getClass() 衰减为 Class<? extends Object>，以解释编译错误。但是投到 Class<T> 是不安全。

getClass“返回运行时类”它被调用的对象。例如，如果我们在 MethodPointer<Number> 内部，那么 object is-a Number 但它的运行时类型可能是 Integer、Double 等。这告诉我们将object.getClass() 转换为Class<T> 是不安全的，因为Class<Integer> 和Class<Number> 是不同的对象，代表不同的类——这一区别似乎与您尝试做的事情的正确性非常相关。

那么解决办法是什么？好吧，不要投。坚持要从来电者那里拿Class<T>。

【讨论】：

+1 如果T 是非最终类型，OP 可能会根据调用的构造函数得到不一致的结果。
到处使用Class<? extends T>会有帮助吗？（除了在指向阴影 final 方法时给出奇怪的结果）
@SLaks 这肯定会有所帮助 - 改为使用它会是安全的。如果您查看我的编辑历史记录，我实际上忘记了getClass 不会返回Class<? extends T> :) 由于OP 使用getMethod，它也搜索超类，因此使用Class<? extends T> 似乎很好-但如果他想使用@ 987654343@（查找非公开方法），他需要准确的Class<T>。
@SLaks：即使Class<? extends T> 在技术上也不安全。假设T 是List<String>，那么你就会有Class<? extends List<String>>，这是不安全的；只有Class<? extends List> 是安全的。使用Class<? extends List<String>>，您可以使用.cast() 在没有警告的情况下将某些内容投射到List<String>；但未检查类型参数。
感谢您解释警告。这有助于解释为什么它不安全（这是最初的问题）。

【解决方案2】：

问题是getClass() 忽略了类型参数。

Javadocs 说：

实际结果类型是Class<? extends |X|>，其中|X| 是调用getClass 的表达式的静态类型的擦除。

例如，new ArrayList<String>().getClass() 返回 Class<? extends ArrayList>，而不是 Class<? extends ArrayList<String>>。

这也意味着在类型参数上调用的getClass() 衰减为Class<? extends Object>。

【讨论】：

由于在MethodPointer构造函数的第一个参数中指定了类型参数T，向下转换是否安全？
@KevinBowersox：是的，它是安全的，但是getClass() 的编译时类型专门忽略了类型参数。
不安全并不总是意味着不安全。它真正的意思是编译器（受 JLS 约束）不能确认类型安全。
@JeffGohlke 以下内容可能有助于了解capture#1-of 的含义：docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/capture.html
@yshavit 我和你在一起 - 我提到你只是为了引起你的注意，因为你的（赞成的）评论似乎支持这是一个安全的演员表。

【解决方案3】：

如果你不需要指定的 Class-type，你可以使用

Class<?>

为你的参数。

所以你的类有一个未绑定的类型。

如果你想获得一个实例，你可以这样使用它：

obj.getClass().getDeclaredConstructor(Class<?> parameterTypes)

【讨论】：