为什么显式实现后返回的是list接口，而不是ArrayList接口实现

Question

我知道我的代码内部发生了什么，也知道如何修复错误。但是，我不明白为什么事情会这样发生。具体来说，为什么我的方法 returns interface List 而不是 ArrayList 接口实现？

最让我困惑的是在将 moons 实现为 ArrayList 之后，它仍然是 returns 接口。

提前致谢！

    private static ArrayList<HeavenlyBody> makingSetOfMoons(){
        List<HeavenlyBody> moons = new ArrayList<>();
        for(HeavenlyBody planet : Main.planets){
            moons.addAll(planet.getSatellites());
        }
        return moons;
    }

错误输出：

Incompatible types. Found: 'java.util.List<com.practice.HeavenlyBody>', required: 'java.util.ArrayList<com.practice.HeavenlyBody>'

Answer 1

编译器期望 return 类型 ArrayList 或更具体类型的对象（扩展 ArrayList 的 class ）的方法。但是，从该方法中编辑的 moons 变量 return 的类型不太具体，即 List。在这种情况下，对于编译器来说，分配给 moons 变量的实例具有什么特定类型并不重要 - 您正在询问的实现 - 只有变量类型很重要。

我希望这能回答你的问题，如果没有请问，我会尽力详细说明。

Answer 2

让我们看看你的方法声明：

private static ArrayList<HeavenlyBody> makingSetOfMoons(){

Java 期望方法 return 一个 ArrayList<HeavenlyBody>

但是你 return 声明的 moons 变量:

List<HeavenlyBody> moons = ....

分配给变量的列表子类型类型无关紧要——Java 将变量视为 List<HeavenlyBody>，纯粹而简单。即使您将 ArrayList<HeavenlyBody> 分配给此变量，Java 编译器也无法使用它为您执行自动隐式转换，因为您稍后可以在方法中更改变量引用的对象，现在或更晚，这可能会导致问题。正如 Jon Skeet 所说 here:

The compiler uses the declared type of the variable to know how it can be used... it's as simple as that.

一个解决方案是将 moons 变量更改为：

ArrayList<HeavenlyBody> moons = ...

这可行但会出错，因为“编写接口代码”几乎总是更好（参见：What does it mean to “program to an interface”?）。最好在其声明中更改方法期望的 return 类型：

private static List<HeavenlyBody> makingSetOfMoons() {

这一切都归结为引用变量和引用（或对象）之间的区别，特别是两者的类型。这是一个很好的区别，但也是一个重要的区别。

变量及其类型：

List<HeavenlyBody> moons

这个变量是一个 reference 变量，它引用一个对象，而不是一个 primitive 变量，它引用一个原始类型。

当前您将此引用分配给变量：

new ArrayList<>();

所以变量的类型是 List<HeavenlyBody> 并且它引用的引用的类型是 ArrayList<HeavenlyBody>

Answer 3

您在理解中似乎遗漏了以下表达式的两个部分：

Type identifier = new SubType();

注意，identifier 是类型 Type 的变量（并且 不直接 类型 SubType)，并且它可以存储对任何其他类型对象的引用，只要该“其他”类型是 Type 的子类型（包括 Type 本身，因为类型是Java).

中自身的子类型

因此：

private static ArrayList<HeavenlyBody> makingSetOfMoons() {
    List<HeavenlyBody> moons = new ArrayList<>();
    ...
    return moons;
}

不会编译，因为 moons 的类型是 List<HeavenlyBody>。

问：为什么这样设计？

答：Because

in Java programming language, every variable and every expression has a type that is known at compile time._{JSL - Chapter 4: Types, Values, and Variables}

假设你有：

public ArrayList<SomeType> something(List<SomeType> list) {
    ...
    return list;
}

你可以观察到，List<SomeType> list 可以接受任何的子类型；但是，在这种情况下，如果您被允许 return list（List<SomeType> 类型），您很有可能会收到运行时异常，因为并非每个子List<E> 的类型可以转换为 ArrayList<E>.

为什么显式实现后返回的是list接口，而不是ArrayList接口实现

Why list interface is returned instead of ArrayList interface implementation after explicit implementation

java

generics

return

interface

list