困扰多年的Java泛型 extends T> super T>，终于搞清楚了！

1、为何要用通配符和边界？

使用泛型的过程当中，常常出现一种很别扭的状况。

好比咱们有Fruit类，和它的派生类Apple

 

 

而后有一个最简单的容器：Plate类

盘子里能够放一个泛型的”东西”

咱们能够对这个东西作最简单的“放”和“取”的动做：set( )和get( )方法。

 

 

现定义一个“水果盘”，逻辑上水果盘固然能够装苹果。

 

 

 

但实际上Java编译器不容许这个操做。会报错，“装苹果的盘子”没法转换成“装水果的盘子”。

 

 

 

实际上，编译器认定的逻辑是这样的：

• 苹果 IS-A 水果
• 装苹果的盘子 NOT-IS-A 装水果的盘子

因此，就算容器里装的东西之间有继承关系，但容器之间是没有继承关系。

因此咱们不能够把Plate<Apple>的引用传递给Plate<Fruit>。

为了让泛型用起来更舒服，Sun的大师们就想出了<? extends T>和<? super T>的办法，来让”水果盘子“和”苹果盘子“之间发生正当关系。

2、上界

下面就是上界通配符（Upper Bounds Wildcards）

 

 

 

一个能放水果以及一切是水果派生类的盘子

再直白点就是：啥水果都能放的盘子

这和咱们人类的逻辑就比较接近了

Plate<？ extends Fruit>和Plate<Apple>最大的区别就是：Plate<？ extends Fruit>是Plate<Fruit>及Plate<Apple>的基类

直接的好处就是，咱们能够用“苹果盘”给“水果盘”赋值了。

 

 

 

再扩展一下，食物分红水果和肉类，水果有苹果和香蕉，肉类有猪肉和牛肉，苹果还有两种青苹果和红苹果。

 

 

在这个体系中，上界通配符Plate<？ extends Fruit>覆盖下图中蓝色的区域。

 

 

3、下界

相对应的下界通配符（Lower Bounds Wildcards）

 

 

 

表达的就是相反的概念：一个能放水果以及一切是水果基类的盘子。

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

对应刚才那个例子，Plate<？ super Fruit>覆盖下图中红色的区域。

 

 

4、上下界通配符的反作用

边界让Java不一样泛型之间的转换更容易了。但不要忘记，这样的转换也有必定的反作用。那就是容器的部分功能可能失效。

仍是以刚才的Plate为例。咱们能够对盘子作两件事，往盘子里set( )新东西，以及从盘子里get( )东西。

 

 

一、上界<? extends T>不能往里存，只能往外取

<? extends Fruit>会使往盘子里放东西的set( )方法失效

但取东西get( )方法还有效

好比下面例子里两个set()方法，插入Apple和Fruit都报错。

 

 

编译器只知道容器内是Fruit或者它的派生类，但具体是什么类型不知道。

多是Fruit？多是Apple？也多是Banana，RedApple，GreenApple？编译器在看到后面用Plate<Apple>赋值之后，盘子里没有被标上有“苹果”。而是标上一个占位符：capture#1，来表示捕获一个Fruit或Fruit的子类，具体是什么类不知道，代号capture#1。

而后不管是想往里插入Apple或者Meat或者Fruit编译器都不知道能不能和这个capture#1匹配，因此就都不容许。

因此通配符<?>和类型参数<T>的区别就在于，对编译器来讲全部的T都表明同一种类型。

好比下面这个泛型方法里，三个T都指代同一个类型，要么都是String，要么都是Integer...

 

 

 

但通配符<?>没有这种约束，Plate<?>单纯的就表示：盘子里放了一个东西，是什么我不知道。

二、下界<? super T>不影响往里存，但往外取只能放在Object对象里

使用下界<? super Fruit>会使从盘子里取东西的get( )方法部分失效，只能存放到Object对象里。set( )方法正常。

 

 

由于下界规定了元素的最小粒度的下限，其实是放松了容器元素的类型控制。

既然元素是Fruit的基类，那往里存粒度比Fruit小的均可以。

但往外读取元素就费劲了，只有全部类的基类Object对象才能装下。但这样的话，元素的类型信息就所有丢失。

5、PECS原则

最后看一下什么是PECS（Producer Extends Consumer Super）原则，已经很好理解了。

一、频繁往外读取内容的，适合用上界Extends。

二、常常往里插入的，适合用下界Super。

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