使用批注确保方法返回的值不会被丢弃

2022-09-01 07:52:42

String在Java中是不可变的。从广义上讲,以下片段是“错误的”。

String s = "hello world!";

s.toUpperCase(); // "wrong"!!

System.out.println(s); // still "hello world!"!!!

尽管这是“错误的”,但代码会编译并运行,这也许会让许多初学者感到困惑,他们必须被告知错误是什么,或者通过查阅文档来自己找出答案。

阅读文档是理解API的重要组成部分,但我想知道是否可以通过额外的编译时检查来补充这一点。特别是,我想知道Java的注释框架是否可以用来强制某些方法返回的值不被忽略。然后,API 设计人员/库作者将在其方法中使用此注释来记录不应忽略哪些返回值。

一旦API补充了这个注释(或者可能是另一种机制),那么每当用户编写如上所述的代码时,它就不会编译(或者在严厉警告的情况下编译)。

那么这可以做到吗,你会如何去做这样的事情呢?


附录:动机

很明显,在一般情况下,Java应该允许忽略方法的返回值。像List.add总是),System.setProperty(以前的值)这样的方法的返回值在大多数情况下都可以安全地忽略。true

但是,也有许多方法的返回值不应被忽略。这样做几乎总是程序员的错误,或者不是API的正确用法。其中包括以下内容:

  • 不可变类型(例如 、 等)上的方法,这些方法返回操作结果,而不是改变调用它的实例。StringBigInteger
  • 其返回值是其行为的关键部分并且不应被忽略的方法,但人们有时会这样做(例如,InputStream.read(byte[])返回读取的字节数,不应假定这是数组的整个长度)

目前,我们可以编写忽略这些返回值的代码,并让它们在没有警告的情况下编译和运行。静态分析检查器/错误查找器/样式执行器/等几乎可以肯定地将这些标记为可能的代码气味,但如果这可以由API本身强制执行,也许是通过注释,这似乎是合适的/理想的。

一个类几乎不可能确保它总是“正确”使用,但是它可以做一些事情来帮助指导客户端正确使用(参见:有效的Java 2nd Edition,项目58:对可恢复的条件使用已检查的异常,对编程错误使用运行时异常项目62:记录每个方法引发的所有异常).有一个注释可以强制客户端不忽略某些方法的返回值,并且编译器在编译时以错误或警告的形式强制执行它,这似乎符合这个想法。


附录 2:代码段

以下是初步尝试,简明扼要地说明了我想要实现的目标:

@interface Undiscardable { }
//attachable to methods to indicate that its
//return value must not be discarded

public class UndiscardableTest {
     public static @Undiscardable int f() {
             return 42;
     }

     public static void main(String[] args) {
             f(); // what do I have to do so this generates
                  // compilation warning/error?

             System.out.println(f()); // this one would be fine!
     }
}

上面的代码编译并运行良好(如 ideone.com 所示)。我怎样才能让它不这样?如何分配我想要的语义?@Undiscardable


答案 1

你也可以看看jsr305。它定义了一个@CheckReturnValue注释:

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

import javax.annotation.meta.When;

@Documented
@Target( { ElementType.METHOD, ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.TYPE,
        ElementType.PACKAGE })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface CheckReturnValue {
    When when() default When.ALWAYS;
}

它与findbugs兼容,并在有人忘记处理返回值时生成警告。

番石榴分裂器使用它:http://code.google.com/p/guava-libraries/source/browse/guava/src/com/google/common/base/Splitter.java

我必须说,我喜欢可以指导静态代码分析的注释。


答案 2

我不确定可行性 - 特别是以可移植的方式 - 但看看Adrian Kuhn的Java(GitHub代码中的罗马数字。他使用注释处理 Sun 的私有 API,通过访问源代码进行一些替换,将罗马数字文本添加到 Java 中。javac

也许您可以使用类似的方法来:

  • 在源代码中查找对带注释的方法的调用
  • 检查结果是否已分配(IMO并不容易)
  • 如果不是,则生成编译器警告

不要错过Adrian帖子中的以下资源:

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参考

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