为什么用 Option 包装泛型方法调用会延迟 ClassCastException？

Question

假设我有一个这样的数组*:

val foo: Any = 1 : Int
Option(foo.asInstanceOf[String])

由于显而易见的原因而失败：

// java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to 
// java.lang.String
// ... 48 elided

接下来让我们考虑以下 class:

case class DummyRow() {
  val foo: Any = 1 : Int
  def getAs[T] = foo.asInstanceOf[T]
  def getAsOption[T] = Option(foo.asInstanceOf[T])
}

据我所知，getAs 应该与之前的 apply 后接 asInstanceOf 的行为方式相同。

令人惊讶的是，事实并非如此。单独调用时会抛出异常：

DummyRow().getAs[String]
// java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to 
// java.lang.String
// ... 48 elided

但是当用 Option 包裹时成功：

val stringOption = Option(DummyRow().getAs[String])
// Option[String] = Some(1)

DummyRow().getAsOption[String]
// Option[String] = Some(1)

并且仅在我尝试访问包装值时失败：

stringOption.get
// java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to 
// java.lang.String
// ... 48 elided

那么这里发生了什么？它似乎是有限的 ClassCastException 所以我猜它与一些丑陋的东西有关，比如类型擦除。

* Any 和 asInstanceOf 是为了模仿第 3 方代码的行为，所以请不要详述。

** 在 Scala 2.10.5、2.11.7 中测试

*** 如果您对上下文感兴趣，可以查看

**** 评论中链接的其他相关问题：

,
Why asInstanceOf doesn't throw a ClassCastException?

Answer 1

下面是您的问题的简化版本，还有一个 Any

的案例

def getAs[T] = (1:Int).asInstanceOf[T]

//blows up
getAs[String]

//blows up
def p(s:String): Unit = {}
p(getAs[String])

//works
def p[T](s:T): Unit = {}
p(getAs[String])

//works
def p(s:Any): Unit = {}
p(getAs[String])

因为您创建了一个带有泛型参数的方法，所以运行时不需要 "touch" 该值，因为它不关心。泛型在运行时将被视为 Any/Object。

Answer 2

查看以下内容（出于阅读目的略有编辑）REPL 会话：

scala> class Foo(foo: Any) {
     | def getAs[T] = foo.asInstanceOf[T]
     | def getAsString = foo.asInstanceOf[String]
     | }
defined class Foo

scala> :javap Foo
  Size 815 bytes
  MD5 checksum 6d77ff638c5719ca1cf996be4dbead62
  Compiled from "<console>"
public class Foo
{
  public <T extends java/lang/Object> T getAs();
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0       
         1: getfield      #11                 // Field foo:Ljava/lang/Object;
         4: areturn       
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
               0       5     0  this   LFoo;
      LineNumberTable:
        line 12: 0
    Signature: #35                          // <T:Ljava/lang/Object;>()TT;

  public java.lang.String getAsString();
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0       
         1: getfield      #11                 // Field foo:Ljava/lang/Object;
         4: checkcast     #17                 // class java/lang/String
         7: areturn       
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
               0       8     0  this   LFoo;
      LineNumberTable:
        line 13: 0
}

您可以在 getAsString 的字节码中看到，在转换为 String 时执行了 checkcast 指令。另一方面，在 getAs[T] 中，即使代码中存在转换，也不会执行此类指令。这样做的原因是 T 在运行时被擦除为 Any，因此这将简单地转换为 Any（永远不会失败）。因此，转换为类型参数只是出于编译器的考虑，而不是 JVM 的考虑。因此，当您将该调用包装在 Option 中时，不必进行转换，这也是通用的。只有当您想从 Option 中获取值并将其视为 String 时，才会执行强制转换并抛出异常。

scala> class Bar() {
     | def getString: String = new Foo(3).getAs[String]
     | def get[T]: T = new Foo(3).getAs[T]
     | }
defined class Bar

scala> :javap Bar
  Size 1005 bytes
  MD5 checksum 4b7bee878db4235ca9c011c6f168b4c9
  Compiled from "<console>"
public class Bar
{
  public java.lang.String getString();
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=3, locals=1, args_size=1
         0: new           #9                  // class Foo
         3: dup           
         4: iconst_3      
         5: invokestatic  #15                 // Method scala/runtime/BoxesRunTime.boxToInteger:(I)Ljava/lang/Integer;
         8: invokespecial #19                 // Method Foo."<init>":(Ljava/lang/Object;)V
        11: invokevirtual #23                 // Method Foo.getAs:()Ljava/lang/Object;
        14: checkcast     #25                 // class java/lang/String
        17: areturn       
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
               0      18     0  this   LBar;
      LineNumberTable:
        line 13: 0

  public <T extends java/lang/Object> T get();
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=3, locals=1, args_size=1
         0: new           #9                  // class Foo
         3: dup           
         4: iconst_3      
         5: invokestatic  #15                 // Method scala/runtime/BoxesRunTime.boxToInteger:(I)Ljava/lang/Integer;
         8: invokespecial #19                 // Method Foo."<init>":(Ljava/lang/Object;)V
        11: invokevirtual #23                 // Method Foo.getAs:()Ljava/lang/Object;
        14: areturn       
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
               0      15     0  this   LBar;
      LineNumberTable:
        line 14: 0
    Signature: #51                          // <T:Ljava/lang/Object;>()TT;
}

如您所见，checkcast 在 getAs 之后执行，而不是在执行期间执行，并且仅在非通用上下文中执行。

为什么用 Option 包装泛型方法调用会延迟 ClassCastException？

Why wrapping a generic method call with Option defers ClassCastException?

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generics

classcastexception

scala-option

scala-generics