Java泛型extends及super存在著什么區別

小編給大家分享一下Java泛型extends及super存在著什么區別，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

<？ extends T>和<?super T>是Java泛型中的“通配符（Wildcards）”和“邊界（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）”

為什么要用通配符和邊界？

使用泛型的過程中，經常出現一種很別扭的情況。比如按照題主的例子，我們有Fruit類，和它的派生類Apple類。

class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}

然后有一個最簡單的容器：Plate類。盤子里可以放一個泛型的“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。

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

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

所以問題就來了。實際上，編譯器腦袋里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，就算容器里裝的東西之間有繼承關系，但容器之間是沒有繼承關系的。所以我們不可以把Plate的引用傳遞給Plate。

為了讓泛型用起來更舒服，Sun的大腦袋們就想出了<&#63; extends T>和<&#63; super T>的辦法，來讓”水果盤子“和”蘋果盤子“之間發生關系。

什么是上界？

下面代碼就是“上界通配符（Upper Bounds Wildcards）”：

Plate<？ extends Fruit>

翻譯一下就是：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<&#63; extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());

如果把Fruit和Apple的例子再擴展一下，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 RedApple extends Apple{}
class GreenApple extends Apple{}

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

什么是下界？

相對應的，“下界通配符（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。

上下界通配符的副作用

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，往盤子里set()新東西，以及從盤子里get()東西。

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<&#63; extends T>不能往里存，只能往外取

<&#63; extends Fruit>會使往盤子里放東西的set( )方法失效。但取東西get( )方法還有效。比如下面例子里兩個set()方法，插入Apple和Fruit都報錯：

Plate<&#63; extends Fruit> pfruit=new Plate<Apple>(new Apple());
  
//不能存入任何元素
pfruit.set(new Fruit());  //Error
pfruit.set(new Apple());  //Error

//讀取出來的東西只能存放在Fruit或它的基類里。
Fruit newFruit1=pfruit.get();
Object newFruit2=pfruit.get();
Apple newFruit3=pfruit.get();  //Error

原因是編譯器只知道容器內是Fruit或者它的派生類，但具體是什么類型不知道。可能是Fruit？可能是Apple？也可能是Banana，RedApple，GreenApple？編譯器在看到后面用Plate賦值以后，盤子里沒有被標上有“蘋果”。而是標上一個占位符：CAP#1，來表示捕獲一個Fruit或Fruit的子類，具體是什么類不知道，代號CAP#1。然后無論是想往里插入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。

所以通配符<&#63;>和類型參數的區別就在于：

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里，三個T都指代同一個類型，要么都是String，要么都是Integer。

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

但通配符<&#63;>沒有這種約束，Plate<&#63;>單純的就表示：盤子里放了一個東西，是什么我不知道。

因此為了安全起見，Plate<？ extends Fruit>里什么都放不進去。

下界<&#63; super T>不影響往里存，但往外取只能放在Object對象里

使用下界<&#63; super Fruit>會使從盤子里取東西的get( )方法部分失效，只能存放到Object對象里。set( )方法正常。

Plate<&#63; super Fruit> pfruit=new Plate<Fruit>(new Fruit());

//存入元素正常
pfruit.set(new Fruit());
pfruit.set(new Apple());

//讀取出來的東西只能存放在Object類里。
Apple newFruit3=pfruit.get();  //Error
Fruit newFruit1=pfruit.get();  //Error
Object newFruit2=pfruit.get();

因為下界規定了元素的最小粒度的下限，實際上是放松了容器元素的類型控制。既然元素是Fruit的基類，那往里存粒度比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對象才能裝下。但這樣的話，元素的類型信息就全部丟失。

PECS原則

最后看一下什么是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。
• 經常往里插入的，適合用下界Super。

以上是Java泛型extends及super存在著什么區別的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！