正确理解Java方法的返回值

Posted 2021-03-04

首先来看一段代码

我们把这段代码称为代码①，接下来我们再来看另外一段代码

我们把这段代码称为代码②。
在代码①当中，定义了一个方法，这个方法声明的返回值类型是double，而实际通过return关键字返回的却是一个int型的值，但并没有引起编译错误。而在代码②当中，情况正好相反，方法声明的返回值类型是int，方法内部的return关键字实际返回了一个double类型的值，在这种情况下，编译器却报出了语法错误。
对比一下这两种情况，很多初学Java的小伙伴搞不清：为什么同样是方法声明的返回值类型与实际返回值的类型不相同，但一种情况不报错，而另一种情况却无法通过编译检查呢？要讲清楚这个问题，我们必须从为什么方法要声明返回值类型说起。
在Java语言中，要求程序员在定义一个方法的时候，必须在方法名称的前面声明这个方法的返回值类型。为什么要求你这么做呢？简单来说，就是编译器强制程序员必须公开一个信息，那就是：这个方法在运行之后会返回一个什么类型的值，只有这样，调用方法的人才知道要用一个什么类型的变量接收方法的运算结果。除此之外，编译器还要求：主调方法在接收返回值的过程中，必须以声明的返回值类型作为标准，而不是看实际返回值的类型。就拿代码①来说，声明的返回值类型是double，实际返回值是int，我们在程序中用变量接收方法返回值的时候，必须用double型变量接收，即便是它实际返回的只是一个int型数据，也不能用int型变量接收返回值，否则就会出现编译错误

接下来，我们再来观察方法的定义过程。在代码①当中，方法所声明的返回值类型是double型，而实际在方法的内部返回的是一个int型的值，二者之间类型并不一致，但并没有出现语法错误，这又是怎么回事呢？这是因为，Java语言在做语法检查的时候，要求声明的返回值类型与实际返回值的类型只要达到“兼容”就可以了，并不需要完全相同。代码①当中的方法就做到了二者兼容，而代码②当中的方法没有做到，所以报错了。
举个容易理解的例子：你小的时候，你爸爸要出门，告诉你在他回来的时候会带回一个直径50厘米的大蛋糕，那么你肯定会按照他的承诺，准备一个直径50厘米的大盘子用来装这个大蛋糕。但你爸爸回来的时候，实际带回来的却是一个直径只有10厘米的小蛋糕，这时虽然你很伤心也很失望，但是，你所准备的大盘子足够能放得下你爸爸带回来的小蛋糕，不会出什么问题。代码①当中定义的方法就属于这种情况，声明返回一个占8字节的double型数据，但实际返回一个占4字节的int型数据。
但是反过来，你爸爸出门的时候告诉你他回来的时候会带回一个10厘米的小蛋糕，你也按照他的承诺准备了一个直径10厘米的小盘子，打算用来装这个小蛋糕。但当你爸爸回来的时候，带回的却是一个直径达50厘米的大蛋糕！这时，你又惊喜又激动，但是却无法解决一个问题：你所准备的小盘子根本无法盛放这么大的蛋糕！这就好比是代码②中所展现的情况，声明返回一个只占4字节的int型数据，而方法运行实际返回一个8字节的double型数据，让那些准备用int型变量接收方法返回值的人感到“措手不及”。当然，这只是一句玩笑，如果真实出现了返回值不兼容的情况，编译器根本不允许这样的代码通过编译，所以也更谈不上运行代码了。
接下来再 具体说说哪些情况下，方法声明的返回值类型与实际的返回值类型能够达到兼容。我们可以分以下几种情况讨论：
一、我们知道，Java基础数据类型有8种，其中整数类型有4中，分别是long、int、short和byte。这4种整数类型有着明显的“向下兼容”的特性，也就是说，声明返回值为较大的数据类型，实际返回较小的数据类型，是肯定没有问题。比如，声明返回long类型，但实际返回int型数据是没有问题的。同样，两种浮点数double和float也能够做到“向下兼容”。
二、我们还知道，表示字符的char类型，在实际存储数据的过程中，存储的也是一个占两个字节的”整数”，这个”整数”其实就是字符的编码值。那么char类型的数据能否与Java的4种整型相兼容呢？实际情况是：long和int能够完全兼容char，而short和byte不行。反过来，char类型不能兼容任何一种整型数据。说的直白一点，就是如果我们把方法的返回值声明为char类型，方法实际返回的是long、int、short和byte型的数据都不行。
三、浮点数能够兼容任意整型和字符型。也就是说，double和float可以兼容long、int、short、byte以及char。但反过来，整型和字符型无法兼容任意一种浮点型。这里可能有写小伙伴会有一点疑惑：4个字节的float真的能兼容8个字节的long吗？从语法的角度是没有问题的，我们把一个long类型的数据赋值给一个float类型的变量不需要做强制类型转换，编译器也不会报错。但实际存储过程中，有可能会导致数据损失精度。注意，这里所说的是“有可能”损失精度，而不是”一定”损失精度。
四、boolean类型在8种基础数据类型中是”特立独行”的，它不与任何其他基础数据类型相兼容，如果一个方法声明返回值类型为boolean，那么这个方法只能返回boolean类型的数据。

以上我们谈到的方法返回值都是基础数据类型，如果是引用数据类型，情况又如何呢？这种情况下，遵循“父兼容子”的原则。也就是说，如果返回值被声明为父类，而实际返回对象为子类对象，完全可以顺利通过编译器语法检查。同样，如果返回值类型被声明为接口，方法实际返回对象为接口的实现类对象，也没有问题。而反过来，方法声明返回值类型为子类，实际返回值为父类对象是无法通过编译检查的。

希望本文对初学Java的小伙伴理解方法的返回值有所帮助。

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