Listクラスを理解したい

Question

現在JavaGoldの勉強をしています。
Listクラスの問題なのですが、以下リンク先の問題43はなぜ小数点の値が出力されるのでしょうか？正解はAです。

問題４３

list2は型を指定していないため、addAllをするとたとえIntegerクラスのListであれ、リストが追加することができるのでしょうか？
追加先がたとえIntegerクラスのListであれ、addAllで型指定せずに追加したリストは出力するときは整数ではなく、小数で(詰め込んだデータの形式のまま)表示されるのでしょうか？

このようなJavaのルールを知らないので合点がつかず、理解しきれていません。

アドバイス頂ける方お願い致します。

Answer 1

アドバイスではありません。私も初めて知りました。

試しに list2 に文字列を入れてみたところ、まったく正常に list1 に追加され、表示されました。
ふざけた仕様ですね。
私ならバグ認定します。

Answer 2

ArrayList<Integer> の addAll() メソッドのシグネチャーは addAll(Collection<? extends Integer> c); なので、本当は ArrayList list2 をコンパイルエラーで拒否したい所ですが、互換性の縛りで合法なコードだとみなされています。

Java5 で generics が導入されてもう10年以上が経つけど、いまだ非ジェネリックな List を平気で返してくる API が存在しているので仕方ないという事情を反映した仕様です。

コンパイルが通ってしまえば、実行時の世界では型パラメータは消えているので、println で各要素の toString() が適宜呼ばれてそれっぽく出力されています。

Answer 3

総称型を含むクラスは、実体としては総称型の部分がすべてObjectとみなしたものです。
引数部分で使われている総称型はコンパイル時にチェックし、返り値部分で使われている総称型は返ってくるときにObjectからその型にキャストすることで、あたかもその型を引数/返り値に使っているかのように扱っているのです。
そして総称型がないものを未加工型(raw型)と呼びます。Java1.5に総称型が登場するまではこの形で使われていました。

ここからは推測が入りますが、addAll時には引数が未加工型で、総称型のチェックが入れなかったのではないでしょうか。無論型が不明という理由ではじくことはできたでしょうが、koko_uさんのおっしゃるとおり、互換性のために通るようにしているのでしょう。これができないと要素詰め替えのためにいちいちリストから一つずつ取り出してチェックしないといけなくなりますから。
そして出力時になりますが、内部でリストからの取り出しが生じますが、入れる先となる変数もまた総称型のため、Object扱いになります。ここでも問題が起こらず、toString()はどのクラスであっても問題ないので、出力も通る、という仕組みになると思います。

が、このlist1に対して

Integer i = list1.get(2);

のようなことをやると、ClassCastExceptionが起こります。