泛型中? super T和? extends T的区别

￡神魔★判官ぃ 2022-01-22 07:05 294阅读 0赞

经常发现有List<? super T>、Set<? extends T>的声明，是什么意思呢？<? super T>表示包括T在内的任何T的父类，<? extends T>表示包括T在内的任何T的子类

### PECS ###

请记住PECS原则：生产者（Producer）使用extends，消费者（Consumer）使用super。

*  生产者使用extends

如果你需要一个列表提供T类型的元素（即你想从列表中读取T类型的元素），你需要把这个列表声明成<? extends T>，比如List<? extends Integer>，因此你不能往该列表中添加任何元素。

*  消费者使用super

如果需要一个列表使用T类型的元素（即你想把T类型的元素加入到列表中），你需要把这个列表声明成<? super T>，比如List<? super Integer>，因此你不能保证从中读取到的元素的类型。

*  即是生产者，也是消费者

如果一个列表即要生产，又要消费，你不能使用泛型通配符声明列表，比如List<Integer>。

请参考java.util.Collections里的copy方法:(dest的元素类型 和src中的元素类型相同 或者是其父类)

/**
         * Copies all of the elements from one list into another.  After the
         * operation, the index of each copied element in the destination list
         * will be identical to its index in the source list.  The destination
         * list must be at least as long as the source list.  If it is longer, the
         * remaining elements in the destination list are unaffected. <p>
         *
         * This method runs in linear time.
         *
         * @param  <T> the class of the objects in the lists
         * @param  dest The destination list.
         * @param  src The source list.
         * @throws IndexOutOfBoundsException if the destination list is too small
         *         to contain the entire source List.
         * @throws UnsupportedOperationException if the destination list's
         *         list-iterator does not support the <tt>set</tt> operation.
         */
        public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
            int srcSize = src.size();
            if (srcSize > dest.size())
                throw new IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest");
    
            if (srcSize < COPY_THRESHOLD ||
                (src instanceof RandomAccess && dest instanceof RandomAccess)) {
                for (int i=0; i<srcSize; i++)
                    dest.set(i, src.get(i));
            } else {
                ListIterator<? super T> di=dest.listIterator();
                ListIterator<? extends T> si=src.listIterator();
                for (int i=0; i<srcSize; i++) {
                    di.next();
                    di.set(si.next());
                }
            }
        }

泛型中使用通配符有两种形式：子类型限定<? extends xxx>和超类型限定<? super xxx>。

### **（1）子类型限定** ###

下面的代码定义了一个Pair<T>类，以及Employee，Manager和President类。

public class Pair<T> {  
            private T first;  
            private T second;  
          
            public Pair(T first, T second) {  
                this.first = first;  
                this.second = second;  
            }  
          
            public T getFirst() {  
                return first;  
            }  
          
            public T getSecond() {  
                return second;  
            }  
          
            public void setFirst(T newValue) {  
                first = newValue;  
            }  
          
            public void setSecond(T newValue) {  
                second = newValue;  
            }  
        }  
          
        class Employee {  
            private String name;  
            private double salary;  
              
            public Employee(String n, double s) {  
                name = n;  
                salary = s;  
            }  
              
            public String getName() {  
                return name;  
            }  
          
            public double getSalary() {  
                return salary;  
            }  
        }  
          
        class Manager extends Employee {  
            public Manager(String n, double s) {  
                super(n, s);  
            }  
        }  
        <pre name="code" class="java">  
        class President extends Manager {  
            public President(String n, double s) {  
                super(n, s);  
            }  
        }

现在要定义一个函数可以打印Pair<Employee>

public static void printEmployeeBoddies(Pair<Employee> pair) {  
        System.out.println(pair.getFirst().getName() + ":" + pair.getSecond().getName());  
    }

可是有一个问题是这个函数输入参数只能传递类型Pair<Employee>，而不能传递Pair<Manager>和Pair<President>。例如下面的代码会产生编译错误

** **

Manager mgr1 = new Manager("Jack", 10000.99);  
    Manager mgr2 = new Manager("Tom", 10001.01);  
    Pair<Manager> managerPair = new Pair<Manager>(mgr1, mgr2);  
    PairAlg.printEmployeeBoddies(managerPair);

之所以会产生编译错误，是因为Pair<Employee>和Pair<Manager>实际上是两种类型。

![Center][]

由上图可以看出，类型Pair<Manager>是类型Pair<? extends Employee>的子类型，所以为了解决这个问题可以把函数定义改成  
public static void printEmployeeBoddies(Pair<? extends Employee> pair)

但是使用通配符会不会导致通过Pair<? extends Employee>的引用破坏Pair<Manager>对象呢？例如:  
Pair<? extends Employee> employeePair = managePair;employeePair.setFirst(new Employee("Tony", 100));  
不用担心，编译器会产生一个编译错误。Pair<? extends Employee>参数替换后，我们得到如下代码  
? extends Employee getFirst()  
void setFirst(? extends Employee)  
对于get方法，没问题，因为编译器知道可以把返回对象转换为一个Employee类型。但是对于set方法，编译器无法知道具体的类型，所以会拒绝这个调用。

### （2）超类型限定 ###

超类型限定和子类型限定相反，可以给方法提供参数，但是不能使用返回值。? super Manager这个类型限定为Manager的所有超类。

![Center 1][]

Pair<? super Manager>参数替换后，得到如下方法

? super Manager getFirst()
    void setFirst(? super Manager)

编译器可以用Manager的超类型，例如Employee，Object来调用setFirst方法，但是无法调用getFirst，因为不能把Manager的超类引用转换为Manager引用。

超类型限定的存在是为了解决下面一类的问题。例如要写一个函数从Manager\[\]中找出工资最高和最低的两个，放在一个Pair中返回。

** **

public static void minMaxSal(Manager[] mgrs, Pair<? super Manager> pair) {  
        if (mgrs == null || mgrs.length == 0) {  
            return;  
        }  
          
        pair.setFirst(mgrs[0]);  
        pair.setSecond(mgrs[0]);  
        //TODO  
    }

如此就可以这样调用

Pair<? super Manager> pair = new Pair<Employee>(null, null);  
    minMaxSal(new Manager[] {mgr1, mgr2}, pair);

[Center]: /images/20220122/8a78a0a921c84e70b78811a9ad6d0439.png
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