Java泛型之協變、逆變、extends與super選擇方法

今天小編給大家分享一下Java泛型之協變、逆變、extends與super選擇方法的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以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有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

要了解協變與逆變，首先要引入：

根據 Liskov替換原則，如果C是P的子類，則P可以代替C，即 P p = new C();
C繼承于P，記做為 C < P

什么是不變

如果F是不變，當 C <= P 時，那么 F(C) 和 F(P) 沒有任何繼承關系

除例如 Integer是 Number的子類，根據 Liskov替換原則

Number number = new Integer(1);  //correct

但是如果這樣寫就會報錯

List<Number> list = new ArrayList<Integer>(1);  //error

雖然 Number和 Integer存在繼承關系：Integer < Number, 但在Java里，泛型默認是不變的， 因此也可以看作為 List<Number> 和List<Integer> 不存在任何繼承關系

什么是協變

如果F是協變的，當 C <= P 時，那么 F(C) <= F(P)

Java 提供了一個extends來將不變轉為協變，例如：

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>(1);  //corrent

此時的List<? extends Number>可以看作為ArrayList<Integer>的父類

? extend Number可以看作為一個類型范圍，表示Number的某一個子類

數組默認是協變的

Number[] numbers = new Integer[3];

什么是逆變

如果F是逆變的，當 C <= P 時，那么 F(C) >= F(P)

Java 提供了一個super來將不變轉為協變，例如：

List<? super Number> list = new ArrayList<Object>(1);  //corrent

此時的 List<? super Number>可以看作為 ArrayList<Object>的父類

extends 和 super

首先，我們看看Collection.add的實現：

public interface List<E> extends Collection<E> { boolean add(E e); }

下面代碼將會報錯？? extends Number與Integer類型不匹配

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>(); // correct
list.add(Integer.valueOf(1));  //error

首先在調用add方法時，泛型E自動變成了<? extends Number>

第二行報錯，也就是說? extends Number不是Integer的父類。這里要將 List<? extends Number>是ArrayList<Integer>的父類區分開。

? extends Number可以看作為一個類型范圍中某一個類型，表示Number的某一個子類，但又沒明確是哪個子類，可能是Float，可能是Short，也可能是Integer的子類（Integer被final修飾，不可能有子類，這里只是一種假設情況），它只確定了它的上界為 Number，并沒有確定下界（有可能存在? extends Number< Integer），因此 ? extends Number不是Integer的父類

將上面代碼稍做修改就正確了：

List<? super Number> list = new ArrayList<Object>(); // correct
list.add(Integer.valueOf(1));  //correct

首先因為逆變，List<? super Number>是ArrayList<Object>的父類，第一行正確。

第二行： ? super Number是Integer的父類，原因是：? super Number表示Number的某一個父類，可能是Serializable也可能是 Object 但不管是哪個，Number的父類一定是Integer的父類，因此第二行也正確

使用extends還是super呢

java.util.Collections的copy方法(JDK1.7)給了我們答案：

public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
    int srcSize = src.size();
    if (srcSize > dest.size())
        throw new IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest");

    if (srcSize < COPY_THRESHOLD ||
        (src instanceof RandomAccess && dest instanceof RandomAccess)) {
        for (int i=0; i<srcSize; i++)
            dest.set(i, src.get(i));
    } else {
        ListIterator<? super T> di=dest.listIterator();
        ListIterator<? extends T> si=src.listIterator();
        for (int i=0; i<srcSize; i++) {
            di.next();
            di.set(si.next());
        }
    }
}

• 要從泛型類取數據時，用extends；

• 要往泛型類寫數據時，用super；

• 既要取又要寫，就不用通配符（即extends與super都不用）

private static <E> E getFirst(List<? extends E> list){
    return list.get(0);
}

private static <E> void setFirst(List<? super E> list, E firstElement){
    list.add(firstElement);
}

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    setFirst(list, 1);
    Number number = getFirst(list);
}

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