Java 泛型通配符

- 日理万妓 2022-12-23 11:29 208阅读 0赞

# 为何要使用泛型通配符 #

根据里氏替换原则，我们通常是用基类的引用指向子类对象，例如

class Shape { }
    class Circle extends Shape { }
    class Square extends Shape { }
    
    Shape shape = new Circle();

对于泛型来说，下面的代码是错误的

// 不支持这种泛型语法
    List<Shape> shapes = new ArrayList<Cirlce>();

这种泛型语法被定义为错误的语法。由于泛型擦除，在运行时，系统并不知道 `shapes` 保存的对象的类型，那何谈确保添加正确类型的对象呢？

# 泛型通配符上界 #

如果我们仍然想建立这种关系，可以使用泛型通配符，由问号表示

List<? extends Shape> shapes = new ArrayList<Circle>();

`? extends Shape` 定义了泛型的下界，也就是 Shape 类或者它的子类，但是我们似乎并不关心是什么子类型，这里我们只想要把 `shapes` 指向一个泛型类型为 Circle 的 ArrayList 对象。

但是由于泛型擦除，编译期和运行期，都无法知道 `shapes` 到底保存了哪个类型，那么怎么能安全地向其中添加对象呢？ 因此Java拒绝这种做法。例如下面代码是错误的

List<? extends Shape> shapes = new ArrayList<Circle>();
    // 编译报错
    shapes.add(new Shape());

这个错误我们完全可以解释的，add 方法的原型如下

boolean add(T t);

add 方法的参数类型是一个泛型，在编译期，编译器会在这里添加一个边界动作，也就是检测类型是否正确。 然而，此时编译器只知道泛型的类型为 `? extends Shape` ，但是并不知道具体是哪个类型，那么就无法确保添加对象的类型正确。 因此这种语法被拒绝了。

`List<? extends Shape> shapes` 连对象的无法添加，那么它存在的意义是什么呢？ 由于 `List<? extends Shape>` 像是一个基类，因此用在方法的参数类型

boolean isExists(List<? extends Shape> list, Shape obj) { 
    	list.foreach(System.out::println);
    	return list.contains(obj);
    }

从这个方法可以看出，我们可以对`List<? extends Shape> list` 进行遍历，这应该是理所当然的，但是遍历对象的类型只能是 Shape。

然而居然可以对 `List<? extends Shape> list` 调用 contains 方法，我们刚在前面说过不能调用 add 方法，为何？ 可以看下 contains 方法的原型

boolean contains(Object obj);

原来它的参数类型是 Object，这样就不用编译器来确保类型的正确， 因此`List<? extends Shape> list` 调用 contains 方法，也是理所当然的。

# 泛型通配符下界 #

`? extends Shape` 表示了泛型通配符的的上界是 Shape， 而 `? super Cirlce` 表示的泛型通配符的下界是 Circle 的基类。因此可以向这个集合中添加元素

> 注意，泛型类的泛型参数不能使用`<T super MyClass>` 这种形式，但是在泛型类的内部可以使用 <? super T>。

List<? super Circle> circles = new ArrayList<>();
    circles.add(new Circle();

`? super Circle` 只是指定了下界，由于泛型擦除，我们并不知道具体保存了什么类型，所以从 `List<? super Circle> circles` 获取的元素只能是 Object 类型，如下

List<? super Circle> circles = new ArrayList<>();
    circles.add(new Circle()
    
    // 获取的元素只能是 Object 类型
    Object obj = circles.get(0);

还没有评论，来说两句吧...