Boolesche Werte, bedingte Operatoren und Autoboxing

Warum wirft das NullPointerException

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Boolean b = true ? returnsNull() : false; // NPE on this line.
    System.out.println(b);
}

public static Boolean returnsNull() {
    return null;
}

während dies nicht tut

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Boolean b = true ? null : false;
    System.out.println(b); // null
}

?

Die Lösung besteht im Übrigen darin , sie zu ersetzen, falseum Boolean.FALSEzu vermeiden null, dass sie booleanentpackt wird - was nicht möglich ist. Das ist aber nicht die Frage. Die Frage ist warum ? Gibt es in JLS Referenzen, die dieses Verhalten bestätigen, insbesondere im zweiten Fall?

Der Unterschied besteht darin, dass der explizite Typ der returnsNull()Methode die statische Typisierung der Ausdrücke zur Kompilierungszeit beeinflusst:

E1: `true ? returnsNull() : false` - boolean (auto-unboxing 2nd operand to boolean)

E2: `true ? null : false` - Boolean (autoboxing of 3rd operand to Boolean)

Siehe Java-Sprachspezifikation, Abschnitt 15.25 Bedingter Operator? ::

• Für E1, die Typen der 2. und 3. Operanden sind Booleanund booleanjeweils, so dass diese Klausel gilt:

  Wenn einer der zweiten und dritten Operanden vom Typ Boolean und der Typ des anderen vom Typ Boolean ist, ist der Typ des bedingten Ausdrucks boolean.

  Da der Typ des Ausdrucks ist boolean, muss der 2. Operand dazu gezwungen werden boolean. Der Compiler fügt Auto-Unboxing-Code in den 2. Operanden (Rückgabewert von returnsNull()) ein, um ihn zum Typ zu machen boolean. Dies führt natürlich dazu, dass die NPE nullzur Laufzeit zurückgegeben wird.

• Für E2 sind die Typen des 2. und 3. Operanden <special null type>(nicht Booleanwie in E1!) Und booleandaher gilt keine spezifische Typisierungsklausel ( lesen Sie sie! ), Daher gilt die letzte "ansonsten" -Klausel:

  Ansonsten sind der zweite und der dritte Operand vom Typ S1 bzw. S2. Sei T1 der Typ, der sich aus der Anwendung der Boxkonvertierung auf S1 ergibt, und sei T2 der Typ, der sich aus der Anwendung der Boxkonvertierung auf S2 ergibt. Der Typ des bedingten Ausdrucks ergibt sich aus der Anwendung der Capture-Konvertierung (§5.1.10) auf lub (T1, T2) (§15.12.2.7).

  • S1 == <special null type>(siehe §4.1 )
  • S2 == boolean
  • T1 == box (S1) == <special null type>(siehe letzten Punkt in der Liste der Boxumwandlungen in §5.1.7 )
  • T2 == box (S2) == `Boolean
  • lub (T1, T2) == Boolean

  Der Typ des bedingten Ausdrucks ist also Booleanund der 3. Operand muss dazu gezwungen werden Boolean. Der Compiler fügt Auto-Boxing-Code für den 3. Operanden ( false) ein. Der 2. Operand benötigt nicht das automatische Entpacken wie in E1, daher wird kein NPE für das automatische Entpacken nullzurückgegeben.

Diese Frage erfordert eine ähnliche Typanalyse:

Java-Bedingungsoperator ?: Ergebnistyp

Die Linie:

    Boolean b = true ? returnsNull() : false;

wird intern umgewandelt in:

    Boolean b = true ? returnsNull().booleanValue() : false; 

das Unboxing durchführen; also: null.booleanValue()ergibt eine NPE

Dies ist eine der größten Gefahren bei der Verwendung von Autoboxing. Dieses Verhalten ist in der Tat in 5.1.8 JLS dokumentiert

Bearbeiten: Ich glaube, das Unboxing ist darauf zurückzuführen, dass der dritte Operator vom booleschen Typ ist, wie (implizite Umwandlung hinzugefügt):

   Boolean b = (Boolean) true ? true : false; 

Aus der Java-Sprachspezifikation, Abschnitt 15.25 :

• Wenn einer der zweiten und dritten Operanden vom Typ Boolean und der Typ des anderen vom Typ Boolean ist, ist der Typ des bedingten Ausdrucks boolean.

So ist das erste Beispiel versucht anzurufen , Boolean.booleanValue()um zu konvertieren , Booleanum booleangemäß der ersten Regel.

Im zweiten Fall ist der erste Operand vom Nulltyp, wenn der zweite nicht vom Referenztyp ist, sodass die Autoboxing-Konvertierung angewendet wird:

• Ansonsten sind der zweite und der dritte Operand vom Typ S1 bzw. S2. Sei T1 der Typ, der sich aus der Anwendung der Boxkonvertierung auf S1 ergibt, und sei T2 der Typ, der sich aus der Anwendung der Boxkonvertierung auf S2 ergibt. Der Typ des bedingten Ausdrucks ergibt sich aus der Anwendung der Capture-Konvertierung (§5.1.10) auf lub (T1, T2) (§15.12.2.7).

Wir können dieses Problem anhand des Bytecodes erkennen. In Zeile 3 des Hauptbytecodes 3: invokevirtual #3 // Method java/lang/Boolean.booleanValue:()Z, dem Box-Booleschen Wert Null, invokevirtualder Methode java.lang.Boolean.booleanValue, wird natürlich NPE ausgelöst.

    public static void main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception;
      descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
      flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
      Code:
        stack=2, locals=2, args_size=1
           0: invokestatic  #2                  // Method returnsNull:()Ljava/lang/Boolean;
           3: invokevirtual #3                  // Method java/lang/Boolean.booleanValue:()Z
           6: invokestatic  #4                  // Method java/lang/Boolean.valueOf:(Z)Ljava/lang/Boolean;
           9: astore_1
          10: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
          13: aload_1
          14: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
          17: return
        LineNumberTable:
          line 3: 0
          line 4: 10
          line 5: 17
      Exceptions:
        throws java.lang.Exception

    public static java.lang.Boolean returnsNull();
      descriptor: ()Ljava/lang/Boolean;
      flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
      Code:
        stack=1, locals=0, args_size=0
           0: aconst_null
           1: areturn
        LineNumberTable:
          line 8: 0