困擾多年的Java泛型 extends T> super T>，終於搞清楚了！

1、爲何要用通配符和邊界？

使用泛型的過程當中，常常出現一種很彆扭的狀況。

好比咱們有Fruit類，和它的派生類Apple

 

 

而後有一個最簡單的容器：Plate類

盤子裏能夠放一個泛型的」東西」

咱們能夠對這個東西作最簡單的「放」和「取」的動做：set( )和get( )方法。

 

 

現定義一個「水果盤」，邏輯上水果盤固然能夠裝蘋果。

 

 

 

但實際上Java編譯器不容許這個操做。會報錯，「裝蘋果的盤子」沒法轉換成「裝水果的盤子」。

 

 

 

實際上，編譯器認定的邏輯是這樣的：

• 蘋果 IS-A 水果
• 裝蘋果的盤子 NOT-IS-A 裝水果的盤子

因此，就算容器裏裝的東西之間有繼承關係，但容器之間是沒有繼承關係。

因此咱們不能夠把Plate<Apple>的引用傳遞給Plate<Fruit>。

爲了讓泛型用起來更舒服，Sun的大師們就想出了<? extends T>和<? super T>的辦法，來讓」水果盤子「和」蘋果盤子「之間發生正當關係。

2、上界

下面就是上界通配符（Upper Bounds Wildcards）

 

 

 

一個能放水果以及一切是水果派生類的盤子

再直白點就是：啥水果都能放的盤子

這和咱們人類的邏輯就比較接近了

Plate<？ extends Fruit>和Plate<Apple>最大的區別就是：Plate<？ extends Fruit>是Plate<Fruit>及Plate<Apple>的基類

直接的好處就是，咱們能夠用「蘋果盤」給「水果盤」賦值了。

 

 

 

再擴展一下，食物分紅水果和肉類，水果有蘋果和香蕉，肉類有豬肉和牛肉，蘋果還有兩種青蘋果和紅蘋果。

 

 

在這個體系中，上界通配符Plate<？ extends Fruit>覆蓋下圖中藍色的區域。

 

 

3、下界

相對應的下界通配符（Lower Bounds Wildcards）

 

 

 

表達的就是相反的概念：一個能放水果以及一切是水果基類的盤子。

Plate<？ super Fruit>是Plate<Fruit>的基類，但不是Plate<Apple>的基類

對應剛纔那個例子，Plate<？ super Fruit>覆蓋下圖中紅色的區域。

 

 

4、上下界通配符的反作用

邊界讓Java不一樣泛型之間的轉換更容易了。但不要忘記，這樣的轉換也有必定的反作用。那就是容器的部分功能可能失效。

仍是以剛纔的Plate爲例。咱們能夠對盤子作兩件事，往盤子裏set( )新東西，以及從盤子裏get( )東西。

 

 

一、上界<? extends T>不能往裏存，只能往外取

<? extends Fruit>會使往盤子裏放東西的set( )方法失效

但取東西get( )方法還有效

好比下面例子裏兩個set()方法，插入Apple和Fruit都報錯。

 

 

編譯器只知道容器內是Fruit或者它的派生類，但具體是什麼類型不知道。

多是Fruit？多是Apple？也多是Banana，RedApple，GreenApple？編譯器在看到後面用Plate<Apple>賦值之後，盤子裏沒有被標上有「蘋果」。而是標上一個佔位符：capture#1，來表示捕獲一個Fruit或Fruit的子類，具體是什麼類不知道，代號capture#1。

而後不管是想往裏插入Apple或者Meat或者Fruit編譯器都不知道能不能和這個capture#1匹配，因此就都不容許。

因此通配符<?>和類型參數<T>的區別就在於，對編譯器來講全部的T都表明同一種類型。

好比下面這個泛型方法裏，三個T都指代同一個類型，要麼都是String，要麼都是Integer...

 

 

 

但通配符<?>沒有這種約束，Plate<?>單純的就表示：盤子裏放了一個東西，是什麼我不知道。

二、下界<? super T>不影響往裏存，但往外取只能放在Object對象裏

使用下界<? super Fruit>會使從盤子裏取東西的get( )方法部分失效，只能存放到Object對象裏。set( )方法正常。

 

 

由於下界規定了元素的最小粒度的下限，其實是放鬆了容器元素的類型控制。

既然元素是Fruit的基類，那往裏存粒度比Fruit小的均可以。

但往外讀取元素就費勁了，只有全部類的基類Object對象才能裝下。但這樣的話，元素的類型信息就所有丟失。

5、PECS原則

最後看一下什麼是PECS（Producer Extends Consumer Super）原則，已經很好理解了。

一、頻繁往外讀取內容的，適合用上界Extends。

二、常常往裏插入的，適合用下界Super。

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