症状

现在代码将会编译。实际上，在许多测试事例中它都会成功。但是假设我们要在图 1 所示的树上运行这段代码，其中树的分支都用圆形表示，值在中心，叶子用正方形表示。调用这棵树上的 hasConsecutiveZeros 将导致类强制转换异常。

图 1. 在这棵树上，调用 hasConsecutiveZeros 导致类强制转换异常

起因

问题发生在左分支上。因为该分支的值为 0， hasConsecutiveZeros 将其子分支强制转换为 Branch 类型，当然，转换失败。

诊断Java代码: Double Descent错误模式(3)

治疗和预防措施

修正上述问题的方法与预防这种问题的方法相同。但是，在讨论这个修正方法之前，我先讨论一种 不修正的方法。

一种快速但不正确的解决这个问题的方法是除去 Leaf 类并通过简单地将空指针放在 Branch 的 left 和 right 字段中来表示 Leaf 节点。这种方法可除去上面代码中类型强制转换的需要，但不修正错误。

相反，在运行时发出的错误将会是一个空指针异常而不是类强制转换异常。因为空指针异常更难诊断，这种“修正”实际上会降低代码的质量。关于这个问题的更多讨论，请参阅我的文章 空标志错误模式。

那么，我们如何修正这个错误呢？一种方法是将每个类型强制转换都包在 instanceof 检查语句中。

清单 4. 一种修正方法：将每个类型强制转换都包在 instanceof 检查语句中

if (! (this.left instanceof Leaf)) {　 　　　 // this.left instanceof Branch 　　　 foundOnLeft = ((Branch)this.left).value == 0; 　　 } 　　 if (! (this.right instanceof Leaf)) { 　　　 // this.right instanceof Branch 　　　 foundOnRight = ((Branch)this.right).value == 0; 　　 }

顺便注意一下断定每个 if 语句正文中希望保留的不变量的注释。在代码中添加类似的注释是个好习惯。这种习惯对于 else 子句尤其有用。因为我们很少对 else 子句中希望保留的不变量进行显式检查，所以在代码中清楚说明该不变量是一个不错的主意。

把类型强制转换当作一种断言，把不变量当做说明该断言为 true 的原因的参数。

以这种方式使用 instanceof 检查语句的一个缺点是，如果我们要添加 Tree 的另一个子类（比如一个 LeafWithValue 类），我们将不得不修改这些 instanceof 检查语句。由于这个原因，只要可能我都会设法避开 instanceof 检查语句。

相反，我向为每个子类执行适当的操作的子类添加额外的方法。毕竟，添加这种多态方法的能力是面向对象语言的关键优势之一。

在目前的示例中，我们可以通过向 Tree 类中添加 valueIs 方法来完成这个操作，如下所示：

清单 5. 使用 valueIs 代替 instanceof

// in class Tree: 　 public abstract boolean valueIs(int n); 　 // in class Leaf: 　 public boolean valueIs(int n) { return false; } 　 // in class Branch: 　 public boolean valueIs(int n) { 　　 return value == n; 　 } 　 // in class Branch, method hasConsecutiveZeros 　 if (this.valueIs(0)) { 　　 foundOnLeft = this.left.valueIs(0); 　　 foundOnRight = this.right.valueIs(0); 　 }

注意：我已经添加了 valueIs 方法来代替 getValue 方法。如果我们已经向 Leaf 类添加了 getValue 方法，我们要么是不得不返回一些类型的标志值表明此方法应用是无意义的，要么是实际抛出一个异常。

返回一个标志值将引起许多与我们上次讨论的空标志错误模式一样的错误。抛出一个异常在本例中帮不了什么忙，因为我们将不得不在 hasConsecutiveZeros 中添加 instanceof 检查语句以确保我们没有触发异常。而这正是在新方法中我们

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