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深入分析Java的静态类型检查


 

 
 
在各色各样的编程语言中,总共存在着两个类型检查机制:静态类型检查和动态类型检查。静态类型检查是指通过对应用程序的源码进行分析,在编译期间就保证程序的类型安全。动态类型检查是在程序的运行过程中,验证程序的类型安全。在Java中,编译期间使用静态类型检查机制分析Java源代码,可以提前发现Java中类型缺少的错误。这个机制的好处是,不让错误的事情在运行时才被发现。本文,将使用几个代码示例,深入讲解Java中的类型检查机制。一旦完全理解了本文的例子,就完全掌握了Java中的静态类型检查。
 
深入分析Java的静态类型检查
 
代码示例
假设我们有如下的两个类,类Super 和 类Suber,而且他们具有如下继承关系:
 
class Super {
Super me() {
return this;
}
 
public void doSuper() {
System.out.println("www.tiantianbianma.com");
}
}
 
class Suber extends Super {
public void doSuber() {
System.out.println("天天编码");
}
}
首先,思考这个问题:”new Suber().me()” 的返回值是什么? 是一个 Super对象 还是一个 Suber对象?
这个 me() 方法被声明为返回一个 Super对象,所以,在编译期间,编译期认为它返回的是一个 Super对象。但是,在运行期间,该语句实际返回的是一个 Suber对象,因为 Suber继承了Super的me()方法,并返回了自身对象(多态性)。
 
静态检查
我们来看看常见的错误示例代码:
 
// 错误
new Suber().me().doSuber();
这个语句在编译时会报错,虽然 “new Suber().me()” 返回的结果,本质上是一个 Suber对象,Suber对象确实也具有 doSuber() 方法。但是,在编译器看来,”new Suber().me()” 返回结果的引用类型是 Super,自然不能在Super类型的引用上调用该类型没有定义的 doSuber() 方法。所以,我们可以改成如下的正确形式:
 
// 正确
new Suber().me().doSuper();
另外,既然 “new Suber().me()” 返回的结果确实是一个 Suber对象,如果想调用其特有的方法,我们可以使用强制类型转换来完成功能:
 
// 正确
((Suber) new Suber().me()).doSuber();
深入扩展
现在,假设我们增加了一个如下所示的类:Brother
 
class Brother extends Super{
public void doBad() {
System.out.println("好好学习");
}
}
那么,大家思考一下如下的语句:
 
// 正确
((Brother) new Suber().me()).beBad();
这个语句真的是正确的吗?实际上,该语句确实可以通过静态类型检查和正确编译。毕竟,编译器不知道 “new Suber().me()” 的实际类型。但是,该语句在运行时出抛出如下的错误:
 
java.lang.ClassCastException: Suber cannot be cast to Brother
原因很简单,两个不存在任何继承关系的类(Suber和Brother)不可以做类型转换。