Булевы, условные операторы и автобокс

Почему это бросает 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;
}

пока это не

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

?

Кстати, решение заключается в замене falseна, Boolean.FALSEчтобы избежать nullраспаковки в boolean- что невозможно. Но вопрос не в этом. Вопрос в том, почему ? Есть ли ссылки в JLS, которые подтверждают такое поведение, особенно во втором случае?

Разница в том, что явный тип returnsNull()метода влияет на статическую типизацию выражений во время компиляции:

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

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

См. Спецификацию языка Java, раздел 15.25. Условный оператор? :

• Для E1 типами 2-го и 3-го операндов являются Booleanи booleanсоответственно, поэтому применяется это предложение:

  Если один из второго и третьего операндов имеет тип boolean, а тип другого - Boolean, тогда тип условного выражения является логическим.

  Поскольку тип выражения - это boolean, второй операнд должен быть приведен к boolean. Компилятор вставляет код автоматической распаковки во второй операнд (возвращаемое значение returnsNull()), чтобы он стал типом boolean. Это, конечно, вызывает NPE из nullвозвращаемого во время выполнения.

• Для E2 типы 2-го и 3-го операндов <special null type>(не Booleanкак в E1!) И booleanсоответственно, поэтому не применяется конкретное предложение о типизации ( прочтите их! ), Поэтому применяется последнее предложение «иначе»:

  В противном случае второй и третий операнды относятся к типам S1 и S2 соответственно. Пусть T1 будет типом, который является результатом применения преобразования упаковки к S1, и пусть T2 будет типом, который является результатом применения преобразования упаковки к S2. Тип условного выражения является результатом применения преобразования захвата (§5.1.10) к lub (T1, T2) (§15.12.2.7).

  • S1 == <special null type>(см. §4.1 )
  • S2 == boolean
  • T1 == box (S1) == <special null type>(см. Последний пункт в списке преобразований боксов в §5.1.7 )
  • T2 == box (S2) == `Boolean
  • lub (T1, T2) == Boolean

  Таким образом, условное выражение имеет тип, Booleanи третий операнд должен быть приведен в соответствие Boolean. Компилятор вставляет код автоматической упаковки для третьего операнда ( false). Для второго операнда не требуется автоматическая распаковка, как в E1, поэтому автоматическая распаковка NPE при возврате не требуется null.

Этот вопрос требует аналогичного анализа:

Условный оператор Java?: Тип результата

Линия:

    Boolean b = true ? returnsNull() : false;

внутренне преобразуется в:

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

выполнить распаковку; таким образом: null.booleanValue()даст NPE

Это одна из основных ошибок при использовании автобокса. Это поведение действительно задокументировано в 5.1.8 JLS.

Изменить: я считаю, что распаковка связана с тем, что третий оператор имеет логический тип, например (добавлено неявное приведение):

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

Из Спецификации языка Java, раздел 15.25 :

• Если один из второго и третьего операндов имеет тип boolean, а тип другого - Boolean, тогда тип условного выражения является логическим.

Итак, первый пример пытается вызвать Boolean.booleanValue()для того , чтобы преобразовать Booleanв booleanв соответствии с первым правилом.

Во втором случае первый операнд имеет нулевой тип, а второй не является ссылочным типом, поэтому применяется преобразование автобокса:

• В противном случае второй и третий операнды относятся к типам S1 и S2 соответственно. Пусть T1 будет типом, который является результатом применения преобразования упаковки к S1, и пусть T2 будет типом, который является результатом применения преобразования упаковки к S2. Тип условного выражения является результатом применения преобразования захвата (§5.1.10) к lub (T1, T2) (§15.12.2.7).

Мы можем увидеть эту проблему из байтового кода. В строке 3 основного байтового кода, 3: invokevirtual #3 // Method java/lang/Boolean.booleanValue:()Zбоксирующего логического значения null, invokevirtualметода java.lang.Boolean.booleanValue, он, конечно же, выбрасывает NPE.

    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