Java 模式变量作用域

Question

我正在通过Oracle的官方docs来了解Java 17中的Pattern Variablescope。在下面的示例中，方法

testScope1

按照文档中的说明工作，但是方法

testScope2

给出了编译错误。我无法弄清楚为什么

void

方法的返回类型会导致问题？

interface Vehicle{}
class Car implements Vehicle{}

class Pattern{
    public int testScope1(Vehicle v){
        if(!(v instanceof Car c)){
            return 1;
        }
        System.out.println(c.toString());  //WORKS FINE
        return 2; 
    }
    public void testScope2(Vehicle v){
        if(!(v instanceof Car c)){
                 
        }
        System.out.println(c.toString());  //COMPILE TIME ERROR: Cannot resolve symbol c
    }
}

Answer 1

模式变量（在模式中声明的绑定变量）使用流敏感范围。与普通局部变量在连续区域的范围内不同，模式变量在范围内 它们将由其声明模式明确分配。

如果您有

if

声明：

if (x instanceof Foo(var v)) { 
    A;
}
else {
    B;
}

那么

v

就在

A

的范围内，但不在

B

的范围内，因为我们不能保证在达到

v

的情况下一定会为

B

分配一个值。如果我们使用明显的重构来反转我们的测试：

if (!(x instanceof Foo(var v))) { 
    B;
}
else {
    A;
}

同样如此；

v

位于

A

范围内，但不在

B

范围内。这些规则与局部变量的明确赋值规则完全相同——“如果我达到这一点，这个值是否保证已被赋值。”

其他条件构造，例如短路

&&

和

||

，也参与此范围界定。例如，以下内容是有效的：

if (x instanceof Foo(var v) && v != null) { 
    A;
}

但以下不是：

if (x instanceof Foo(var v) || v != null) { 
    A;
}

因为在后者中，当我们到达

v

子句时，不能保证为

v != null

赋值。

这些规则甚至包含非本地控制流，例如异常。例如，如果我们有：

if (!(x instanceof Foo(var v)) { 
    System.out.println("Not a Foo");
}
B(v);

这将是一个错误，因为当我们到达

v

时，不能保证为

B(v)

分配了一个值，但是如果

if

块突然完成：

if (!(x instanceof Foo(var v)) { 
    throw new NotFooException();
}
B(v);

那么

v

就在

B(v)

的范围内，因为我们保证，如果到达该点，

v

已被分配了一个值。

这可能看起来很复杂，但实际上非常简单：鉴于您对

if

、

throw

等结构的流程控制的了解，模式变量是否保证在给定点被赋值？如果是这样，那么它就在那时的范围内。

Answer 2

考虑一下如果

v

是 不是

Car

实例会发生什么：

• 在

  testScope1

  中，

  return 1;

  语句导致方法退出。该方法的后续语句不会被执行。一切都好。
• 在

  testScope2

  中没有

  return

  ，因此控制流程达到

  c.toString()

  。但

  v

  不是

  Car

  ，所以……

  c

  是什么？！它不可能存在，因为它必须是

  Car

  类型，但这是反事实的。这就是为什么您收到错误“无法解析符号

  c

  ”。

Answer 3

经过更多思考，我有了一个解释：只有当该代码段的instanceof明显为真时，才能访问该变量。

在 testScope1 中，您无法在 if 语句中访问

c

。 但由于 if 语句之后的代码仅在 instanceof 为 true 时执行，因此

c

是可以访问的。

在 testScope1 中，您无法在 if 语句中访问

c

。 但是，由于无论instanceof为真还是假，if语句之后的代码都会被执行，

c

是不可访问的。 毕竟我们可能会遇到错误的情况，编译器会采取相应的行动。

Answer 4

放置一条 else 语句。仅当

instanceof

运算符产生

true

时才会创建模式变量。否则作用域中没有变量，因此会出现编译器错误。

  public void testScope2(Vehicle v){
    if(!(v instanceof Car c)){

    } else {
      System.out.println(c.toString());
    }
  }

编辑：

testScope1

方法不需要

else

语句，因为

return

语句已经存在。

return

语句确保如果

c.toString()

不是

v

的实例，则控制永远不会到达

Car

。

Pattern 变量只是 java 14 中添加的语法黑巧克力。生成字节码时，它与简单的

instanceof

和

if-else

语句没有什么区别。例如，我使用 java 17 编译了您的

Pattern

类，并使用 java 8 反编译。这是

testScope1

方法的反编译版本。 Java 17 编译器本身放置了一个

else

:

public int testScope1(Vehicle var1) {
  if (var1 instanceof Car) {
    Car var2 = (Car)var1;
    System.out.println(var2.toString());
    return 2;
  } else {
    return 1;
  }
}

所以，你可以看到，java编译器修改了你的

if

语句，这样只有当

Car

是

v

instanceof

时才会创建

Car

变量。简单的概念

instanceof

、

TypeCasting

、

variable scopes

和

if-else

已被使用，这些概念已经存在很久了。

Answer 5

我还是不明白为什么。

public void testScope2(Vehicle v){
    if(!(v instanceof Car c)){
        System.out.println();
        return; //with this, works. But I still don't understand why. 
    }
    System.out.println(c.toString());  //no more error
}