nesting printhing - きつねとJava！

このエントリは Java Puzzlers Advent Calendar 2016 の 14 日目です。

class Main {
    abstract class Person {
        protected String name;
	
        public Person(String name) {
            this.name = name;
        }
	
        public abstract void print();
    }
	
    protected void print(String s) {
        System.out.println("[" + s + "]");
    }
    
    public void run() {
        Person p = new Main() {
            protected void print(String s) {
                System.out.println("\"" + s + "\"");
            }
        }.new Person("foobar") {
            public void print() {
                System.out.println("This is Person class: ");
                print(name);
            }
        };
        p.print();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Main().run();
    }
}

1.
This is Person class:
[foobar]

2.
This is Person class:
"foobar"

3. コンパイル時エラー

4. 実行時例外

解説は後ほど

Twitterでアンケートを取ると，以下のような結果になりました．

結果を見ると2. "foobar"が48%と一番多く，僅差で3. コンパイル時エラーが35%と多いですね．
1. [foobar]は15%と少なく，4. 実行時例外はごくわずかでした．

それでは答えです．
javacでコンパイルして，javaで動かすと，下の画像のようになります．

なんと，予想の少なかった1. [foobar]が正解ですね．

．
．
．

そろそろ「ちょっと待った！手元で動かしたら，コンパイル時エラーになるんだけど！！！」という声が聞こえてきそうです．
おや，おかしいですね．
先ほど動かしたJavaのバージョンを確認してみましょう．

JDK7での結果は1. [foobar]のようでした．

それではJDK8ではどのような結果になるのでしょうか．
実行結果がこちらです．

仰るとおり，3. コンパイル時エラーになりました．
どうやらJDKのバージョンによって挙動が違うようです．
JDKのバージョンで挙動が違うこのコードですが，Java言語の仕様としてはどちらが正しいのでしょうか(言語仕様が変わったという可能性もありますが，今回のコードについては違います)．

JDK8では適切なメソッドが見つからなかったというエラーなので，メソッドの選択についての言語仕様を見てみましょう．
15.12. Method Invocation Expressionsの15.12.1. Compile-Time Step 1: Determine Class or Interface to Searchです．

If the form is MethodName, that is, just an Identifier, then:

If the Identifier appears in the scope of a visible method declaration with that name (§6.3, §6.4.1), then:

If there is an enclosing type declaration of which that method is a member, let T be the innermost such type declaration. The class or interface to search is T.

This search policy is called the "comb rule". It effectively looks for methods in a nested class's superclass hierarchy before looking for methods in an enclosing class and its superclass hierarchy. See §6.5.7.1 for an example.

賢くなったGoogle翻訳で翻訳すると

フォームがMethodNameの場合、つまり識別子だけの場合は、次のようになります。

識別子が、その名前（§6.3、§6.4.1）を持つ可視メソッド宣言のスコープに現れた場合は、次のようになります。

そのメソッドがメンバーである囲み型宣言がある場合、Tをそのような型宣言の最も内側の宣言とします。 検索するクラスまたはインタフェースはTです。

この検索ポリシーは「くしルール」と呼ばれます。 これは、囲みクラスとそのスーパークラス階層のメソッドを探す前に、ネストされたクラスのスーパークラス階層のメソッドを効果的に探します。 例については、§6.5.7.1を参照してください。

つまり，「クラスがネストされていた場合，そのクラスか親クラスからメソッド名で検索するよ．見つかったら，外の環境にあるメソッドは検索しないよ」という意味です．
今回のコードの場合，printという名前のメソッドがすでにPersonにあるので，Mainのprintを見ないというのが正しい挙動のようです．
ですので，JDK7の挙動はバグであり，JDK8で修正された結果，挙動が変わっています．

バグについては，こちらの記事をご参照ください．

ということで，3. コンパイル時エラーが正解でした．

ここから先は余談です．

Mainのprintを呼び出せるようにするには，Main.printかPerson.printの名前を変更すればよいです(Main.this.printとして呼び出しても良い)．
Main.printの名前を変えて動かしてみましょう．もちろんJDK8で動かします．

ちゃんと動くように修正したため，挙動は1. [foobar]か2. "foobar"のいずれかです(例外は起きそうにないですね)．
動かしてみると，投票結果では一番多かった2. "foobar"を差し置いて，1. [foobar]が出力されました．
printNameメソッドは，直前のnew Main() {...}ではなく，runを実行しているMainクラスをレシーバとして実行するため，このような挙動になりました．
以下のようにMain.thisを補うと，どれを参照しているのかが分かりやすくなると思います．

        new Person("foobar") {
            @Override
            public void print() {
                System.out.println("This is Person class: ");
                Main main = Main.this;
                main.printName(name);
            }
        };

以下のように，runメソッドを実行するMainクラスのprintNameの実装を変えると，2. "foobar"が出力されます．

class Main {
    abstract class Person {
        protected String name;
	
        public Person(String name) {
            this.name = name;
        }
	
        public abstract void print();
    }
	
    protected void printName(String s) {
        System.out.println("[" + s + "]");
    }
    
    public void run() {
        Person p = new Person("foobar") {
            @Override
            public void print() {
                System.out.println("This is Person class: ");
                printName(name);
            }
        };
        p.print();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Main() {
            @Override
            protected void printName(String s) {
                System.out.println("\"" + s + "\"");
            }
        }.run();
    }
}

この問題をまとめると，「こんな分かりにくいコードを書くな」に尽きるでしょうか．