为什么对隐藏的静态方法强制执行返回类型协方差？

Question

此代码将无法编译，因为子中的静态方法的String返回类型。

class Parent {
    static void staticMethod() {    
    }
}

class Child extends Parent {
    static String staticMethod() {
        return null;
    }
}

我知道§8.4.8.3“覆盖和隐藏要求”中的JLS 8规定：

如果具有返回类型R1的方法声明d1重写或隐藏了具有返回类型R2的另一个方法d2的声明，则d1必须是d2的返回类型可替换的（§8.4.5），否则会发生编译时错误。

我的问题是，在静态方法的特定情况下，这种编译时检查的动机是什么，一个例子说明了在编译期间不进行这种验证会产生任何问题是理想的。

Answer 1

我认为编译器对待您的方式没有任何错误，无论您的方法是静态的还是其他的。文档中接下来的几行是：

此规则允许协变返回类型——在重写方法时细化方法的返回类型。如果R1不是R2的子类型，则会发生编译时未检查的警告，除非被抑制警告注释（§9.6.3.5）抑制。

清楚。R1必须是R2的子类型，就像整数是另一个整数或数字。字符串不是无效的子类型。

文档说："编译时未检查的警告发生..."。但是我注意到一个成熟的编译错误正在等待。

继承仍按预期工作。删除您的子方法，您就可以访问父方法的静态或其他。

Answer 2

匿名用户

String不是void的子类型。现在进入实际问题：

这种限制的关键是静态方法确实在Java中被继承，但不能被重写。如果我们必须找到编译时检查静态方法返回类型的动机，那么真正要问的问题是，为什么静态方法在Java中被继承，但不能被重写？

答案很简单。

静态方法不能被重写，因为它们属于类，而不是实例。如果你想知道这背后的动机，你可以看看这个已经有了答案的问题<允许继承代码>静态方法，因为在无数情况下，子类希望重用静态方法而不必重复相同的代码。考虑一个计算类实例数的CRUD示例：

class Parent {
   private static int instanceCount = 0;

   public Parent() {
       ++instanceCount;
   }

   public static int staticMethod() { 
       return instanceCount;   
   }

   //other non-static/static methods
}

class Child extends Parent {
    //.. other static/non-static methods
}

Parent知道如何计算自己创建的实例数Child是一个Parent，因此Child最好也知道如何计算自身的实例。如果未继承静态成员，则必须在子中复制父中的代码。

Answer 3

这是Java中最奇怪的事情之一。假设我们有以下三节课

public class A
{
    public static Number foo(){ return 0.1f; }
}

public class B extends A
{
}

public class C
{
    static Object x = B.foo();    
}

假设所有3个类都来自不同的供应商，具有不同的发布时间表。

在C的编译时，编译器知道方法B.foo（）实际上来自A，并且签名是foo（）-

当JVM执行此代码时，它首先查找方法foo（）-

现在魔法开始了——乙的供应商发布了一个新版本的乙，它“覆盖”了a. foo

public class B extends A
{
    public static Number foo(){ return 0.2f; }
}

我们从B获得了新的二进制文件，然后再次运行我们的应用程序。（请注意，C的二进制文件保持不变；它没有针对新的B重新编译）塔达C.x现在在运行时是0.2f！！因为JVM正在搜索foo（）-

这个神奇的特性为静态方法增加了一定程度的活力。但老实说，谁需要这个功能呢？可能没人。这只会造成混乱，他们希望能够消除混乱。

请注意，搜索方法只适用于父链的单链——这就是为什么当Java8在接口中引入静态方法时，他们必须决定这些静态方法不会被子类型继承。

我们再往兔子洞里钻一点。假设B发布了另一个版本，带有“协变返回类型”

public class B extends A
{
    public static Integer foo(){ return 42; }
}

据B所知，这可以很好地编译A。Java允许这样做，因为返回类型是“协变”的；这个特性相对较新；以前，“重写”静态方法必须具有相同的返回类型。

那么这次C.x将是什么？它是0.1f！因为JVM找不到foo（）-

如果根据最新的代码重新编译C，C的二进制文件将引用B. foo（）-

现在，B的供应商在听到所有投诉后，决定从B中删除foo，因为“覆盖”静态方法非常危险。我们从B中获取新的二进制文件，然后再次运行C（不重新编译C）-boom，运行时错误，因为B.foo（）-

这一团糟表明，允许静态方法具有“协变返回类型”是一个设计疏忽，这实际上只是针对实例方法的。

更新-此功能在某些用例中可能很有吸引力，例如，静态工厂方法-A.of（…） 返回A，而B.of（..） 返回更具体的B。API设计者必须小心，并对潜在的危险用法进行推理。如果A和B来自同一作者，并且用户不能对它们进行子分类，那么这种设计是非常安全的。