<? extends T> 和 <? super T> 的使用
阿里規範中有一個
12.【強制】泛型萬用字元<? extends T>來接收返回的資料,此寫法的泛型集合不能使用 add 方法, 而<? super T>不能使用 get 方法,兩者在介面呼叫賦值的場景中容易出錯。
具體的分析可以看下如下 :
最終PECS (Producer Extends Consumer Super )原則
- 頻繁往外讀取內容的,適合用上界Extends。
- 經常往裡插入的,適合用下界Super。
<? extends T> 和 <? super T> 是Java泛型中的“萬用字元(Wildcards)” 和 “邊界(Bounds)”的概念
- <? extends T> 是指 “上界萬用字元(Upper Bounds Wildcards)”
- <? super T> 是指 “下界萬用字元(Lower Bounds Wildcards)”
1. 為什麼要用萬用字元和邊界?
使用泛型的過程中,經常出現一種很彆扭的情況。比如,我們有Fruit類,和它的派生類Apple類。
class Fruit {} class Apple extends Fruit {}
然後有一個最簡單的容器:Plate類。盤子裡可以放一個泛型的“東西”。我們可以對這個東西做最簡單的“放”和“取”的動作:set()和get()方法。
public class Plate<T> { private T item; public Plate(T t) { this.item = t; } public T get() { return item; } public void set(T item) { this.item = item; } }
現在我定義一個“水果盤子”,邏輯上水果盤子當然可以裝蘋果。
Plate<Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());
但實際上Java編譯器不允許這個操作。會報錯,“裝蘋果的盤子”無法轉換成“裝水果的盤子”。
Type mismatch: cannot convert from Plate<Apple> to Plate<Fruit>
所以我的尷尬症就犯了。實際上,編譯器腦袋裡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
所以,就算容器裡裝的東西之間有繼承關係,但容器之間是沒有繼承關係的。所以我們不可以把Plate<Apple>的引用傳遞給Plate<Fruit>。
為了讓泛型用起來更舒服,Sun的大腦袋們就想出了<? extends T>和<? super T>的辦法,來讓“水果盤子” 和 “蘋果盤子”之間發生關係。
2. 什麼是上界?
下面程式碼就是“上界萬用字元(Upper Bounds Wildcards)”:
Plate<? extends Fruit>
翻譯成人話就是: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。這和我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>以及Plate<Apple>的基類。直接的好處就是,我們可以用“蘋果盤子”給“水果盤子”賦值了。
Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());
如果把Fruit和Apple的例子再擴充套件一下,食物分成水果和肉類,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。
//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 ReadApple extends Apple{} class GreenApple extends Apple{}
在這個體系中,上界萬用字元 “Plate<? extends Fruit>” 覆蓋下圖中藍色的區域
3. 什麼是下界?
相對應的,“下界萬用字元(Lower Bounds Wildcards)”:
Plate<? super Fruit>
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。對應剛才那個例子,Plate<? super Fruit>覆蓋下圖中紅色的區域。
4. 上下界萬用字元的副作用
邊界讓Java不同泛型之間的轉換更容易了。但不要忘記,這樣的轉換也有一定的副作用。那就是容器的部分功能可能失效。
還是以剛才的Plate為例。我們可以對盤子做兩件事,往盤子裡set( )新東西,以及從盤子裡get( )東西。
public class Plate<T> { private T item; public Plate(T t) { this.item = t; } public T get() { return item; } public void set(T item) { this.item = item; } }
4.1 上界<? extends T>不能往裡存,只能往外取
<? extends Fruit>會使往盤子裡放東西的set()方法失效。但取東西get()方法還有效。比如下面例子裡兩個set()方法,插入Apple和Fruit都報錯。
Plate<? extends Fruit> fruitPlate = new Plate<Apple>(new Apple()); //不能存入任何元素 fruitPlate.set(new Apple()); //Error 編譯錯誤 fruitPlate.set(new Fruit()); //Error 編譯錯誤 //讀取出來的東西只能放在Fruit或它的基類裡 Fruit newFruit1=fruitPlate.get(); Object newFruit2 = fruitPlate.get(); Apple newFruit3 = fruitPlate.get(); //Error
原因是編譯器只知道容器內是Fruit或者它的派生類,但具體是什麼型別不知道。可能是Fruit?可能是Apple?也可能是Banana,RedApple,GreenApple?編譯器在看到後面用Plate<Apple>賦值以後,盤子裡沒有被標上有“蘋果”。而是標上一個佔位符:CAP#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CAP#1。然後無論是想往裡插入Apple或者Meat或者Fruit編譯器都不知道能不能和這個CAP#1匹配,所以就都不允許。
所以萬用字元<?>和型別引數<T>的區別就在於,對編譯器來說所有的T都代表同一種類型。比如下面這個泛型方法裡,三個T都指代同一個型別,要麼都是String,要麼都是Integer。
public <T> List<T> fill(T... t);
但萬用字元<?>沒有這種約束,Plate<?>單純的就表示:盤子裡放了一個東西,是什麼我不知道。
4.2 下界<? super T>不影響往裡存,但往外取只能放在Object物件裡
使用下界<? super Fruit>會使從盤子裡取東西的get( )方法部分失效,只能存放到Object物件裡。set( )方法正常。
Plate<? super Fruit> fruitPlate = new Plate<Fruit>(new Fruit()); //存入元素正常 fruitPlate.set(new Apple()); fruitPlate.set(new Fruit()); //讀取出來的東西只能存放在Object類裡 Object newFruit1 = fruitPlate.get(); Fruit newFruit2 = fruitPlate.get(); //Error Apple newFruit3 = fruitPlate.get(); //Error
因為下界規定了元素的最小粒度的下限,實際上是放鬆了容器元素的型別控制。既然元素是Fruit的基類,那往裡存粒度比Fruit小的都可以。但往外讀取元素就費勁了,只有所有類的基類Object物件才能裝下。但這樣的話,元素的型別資訊就全部丟失。
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:
- 頻繁往外讀取內容的,適合用上界Extends。
- 經常往裡插入的,適合用下界Super。
轉自:https://www.cnblogs.com/xd502djj/p/13237402.html