PECS（Producer Extends Consumer Super）原则

参考 https://itimetraveler.github.io/2016/12/27/%E3%80%90Java%E3%80%91%E6%B3%9B%E5%9E%8B%E4%B8%AD%20extends%20%E5%92%8C%20super%20%E7%9A%84%E5%8C%BA%E5%88%AB%EF%BC%9F/

 

【Java】泛型中 extends 和 super 的区别？

Posted on 十二月 27, 2016 本文总阅读量2294次

<? extends T>和<? super T>是Java泛型中的“通配符（Wildcards）”和“边界（Bounds）”的概念。

• <? extends T>：是指 “上界通配符（Upper Bounds Wildcards）”
• <? super T>：是指 “下界通配符（Lower Bounds Wildcards）”

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。好比按照题主的例子，咱们有Fruit类，和它的派生类Apple类。

class Fruit {} class Apple extends Fruit {}

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。

class Plate<T>{ private T item; public Plate(T t){item=t;} public void set(T t){item=t;} public T get(){return item;} }

如今我定义一个“水果盘子”，逻辑上水果盘子固然能够装苹果。

Plate<Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());

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”。

error: incompatible types: Plate<Apple> cannot be converted to Plate<Fruit>

因此个人尴尬症就犯了。实际上，编译器脑壳里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的。因此咱们不能够把Plate的引用传递给Plate。

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

什么是上界？

下面代码就是“上界通配符（Upper Bounds Wildcards）”：

Plate<？ extends Fruit>

翻译成人话就是：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>以及Plate<Apple>的基类。直接的好处就是，咱们能够用“苹果盘子”给“水果盘子”赋值了。

Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());

若是把Fruit和Apple的例子再扩展一下，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。

//Lev 1 class Food{} //Lev 2 class Fruit extends Food{} class Meat extends Food{} //Lev 3 class Apple extends Fruit{} class Banana extends Fruit{} class Pork extends Meat{} class Beef extends Meat{} //Lev 4 class RedApple extends Apple{} class GreenApple extends Apple{}

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

什么是下界？

相对应的，“下界通配符（Lower Bounds Wildcards）”：

Plate<？ super Fruit>

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。

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。

class Plate<T>{ private T item; public Plate(T t){item=t;} public void set(T t){item=t;} public T get(){return item;} }

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。

Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple()); //不能存入任何元素 p.set(new Fruit()); //Error p.set(new Apple()); //Error //读取出来的东西只能存放在Fruit或它的基类里。 Fruit newFruit1=p.get(); Object newFruit2=p.get(); Apple newFruit3=p.get(); //Error

缘由是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赋值之后，盘子里没有被标上有“苹果”。而是标上一个占位符：CAP#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CAP#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CAP#1匹配，因此就都不容许。

因此通配符<?>和类型参数的区别就在于，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。

public <T> List<T> fill(T... t);

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。

因此题主问题里的错误就在这里，Plate<？ extends Fruit>里什么都放不进去。

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。

Plate<? super Fruit> p=new Plate<Fruit>(new Fruit()); //存入元素正常 p.set(new Fruit()); p.set(new Apple()); //读取出来的东西只能存放在Object类里。 Apple newFruit3=p.get(); //Error Fruit newFruit1=p.get(); //Error Object newFruit2=p.get();

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。

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：

• 频繁往外读取内容的，适合用上界Extends。
• 常常往里插入的，适合用下界Super。