? 通配符类型
- <? extends T> 表示类型的上界,表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类;
<? super T> 表示类型下界(Java Core中叫超类型限定),表示参数化类型是此类型的超类型(父类型),直至Object;
上界<? extends T>
不能往里存,只能往外取
比如,我们现在定义:List<? extends T>
首先你很容易误解它为继承于T的所有类的集合,你可能认为,你定义的这个List可以用来put任何T的子类,那么我们看下面的代码:
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class test {
public static void main(String[] args) {
List<? extends Father> list = new LinkedList<>();
list.add(new Son());
}
}
class Human{
}
class Father extends Human{
}
class Son extends Father{
}
class LeiFeng extends Father {
}
list.add(new Son());这行会报错:The method put(Son) is undefined for the type List<capture#1-of ? extends Father>
List<? extends Father>
表示 “具有任何从Son继承类型的列表”,编译器无法确定List所持有的类型,所以无法安全的向其中添加对象。可以添加null,因为null 可以表示任何类型。所以List 的add 方法不能添加任何有意义的元素,但是可以接受现有的子类型List 赋值。
你也许试图这样做:
List<? extends Father> list = new LinkedList<Son>();
list.add(new Son());
即使你指明了为Son类型,也不能用add方法添加一个Son对象。
list中为什么不能加入Father类和Father类的子类呢,我们来分析下。
List<? extends Father>
表示上限是Father,下面这样的赋值都是合法的
List<? extends Father> list1 = new ArrayList<Father>();
List<? extends Father> list2 = new ArrayList<Son>();
List<? extends Father> list3 = new ArrayList<LeiFeng>();
如果List<? extends Father>
支持add方法的话:
- list1可以add Father和所有Father的子类;
- list2可以add Son和所有Son的子类;
- list3可以add LeiFeng和所有LeiFeng的子类。
下面代码是编译不通过的:
list1.add(new Father());//error
list1.add(new Son());//error
原因是编译器只知道容器内是Father或者它的派生类,但具体是什么类型不知道。可能是Father?可能是Son?也可能是LeiFeng,XiaoMing?编译器在看到后面用Father赋值以后,集合里并没有限定参数类型是“Father“。而是标上一个占位符:CAP#1,来表示捕获一个Father或Father的子类,具体是什么类不知道,代号CAP#1。然后无论是想往里插入Son或者LeiFeng或者Father编译器都不知道能不能和这个CAP#1匹配,所以就都不允许。
所以通配符<?>
和类型参数的区别就在于,对编译器来说所有的T都代表同一种类型。比如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,List<?>
单纯的就表示:集合里放了一个东西,是什么我不知道。
所以这里的错误就在这里,List<? extends Father>
里什么都放不进去。
List<? extends Father> list
不能进行add,但是,这种形式还是很有用的,虽然不能使用add方法,但是可以在初始化的时候一个Season指定不同的类型。比如:
List<? extends Father> list1 = getFatherList();//getFatherList方法会返回一个Father的子类的list
另外,由于我们已经保证了List中保存的是Father类或者他的某一个子类,所以,可以用get方法直接获得值:
List<? extends Father> list1 = new ArrayList<>();
Father father = list1.get(0);//读取出来的东西只能存放在Father或它的基类里。
Object object = list1.get(0);//读取出来的东西只能存放在Father或它的基类里。
Human human = list1.get(0);//读取出来的东西只能存放在Father或它的基类里。
Son son = (Son)list1.get(0);
下界
//super只能添加Father和Father的子类,不能添加Father的父类,读取出来的东西只能存放在Object类里
List<? super Father> list = new ArrayList<>();
list.add(new Father());
list.add(new Human());//compile error
list.add(new Son());
Father person1 = list.get(0);//compile error
Son son = list.get(0);//compile error
Object object1 = list.get(0);
因为下界规定了元素的最小粒度的下限,实际上是放松了容器元素的类型控制。既然元素是Father的基类,那往里存粒度比Father小的都可以。出于对类型安全的考虑,我们可以加入Father对象或者其任何子类(如Son)对象,但由于编译器并不知道List的内容究竟是Father的哪个超类,因此不允许加入特定的任何超类(如Human)。而当我们读取的时候,编译器在不知道是什么类型的情况下只能返回Object对象,因为Object是任何Java类的最终祖先类。但这样的话,元素的类型信息就全部丢失了。
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。
- 经常往里插入的,适合用下界Super。
总结
- extends 可用于返回类型限定,不能用于参数类型限定(换句话说:? extends xxx 只能用于方法返回类型限定,jdk能够确定此类的最小继承边界为xxx,只要是这个类的父类都能接收,但是传入参数无法确定具体类型,只能接受null的传入)。
- super 可用于参数类型限定,不能用于返回类型限定(换句话说:? supper xxx 只能用于方法传参,因为jdk能够确定传入为xxx的子类,返回只能用Object类接收)。
- ? 既不能用于方法参数传入,也不能用于方法返回。
<? extends SomeClass>与<T extends SomeClass>的区别
看apache parquet源码时,发现代码各种泛型嵌套,有必要系统整理一下关于泛型的各种知识,在此做一总结。
首先是名词对应表,不需要记住右边的名字,但需要知道左边的各种用法
List<String>
—- 参数化的类型 List<E>
—- 泛型 List<?>
—- 无限制通配符类型 <E extends SomeClass>
—- 有限制类型参数 List <? extends SomeClass>
—- 有限制通配符类型 <T extends Comparable<T>>
—– 递归类型限制 static <E> List<E> asList(E[] a)
—- 泛型方法
下面自己的实验包括代码,标号1是解决题目里描述的问题,其余的标号也是自己遇到的一些关键的问题。
疑问&要解释的东西
1:<E extends ClassA>
与 <? extends ClassA>
有什么区别?
- 答:当我第一次接触这两名词时,感觉他们的功能是一样的,T可以代表任意的子类,?也可以代表任意的子类。
首先我们明确一下两边的名字,限制类型 & 通配符类型,<E extends ClassA>
表示后续都只能使用E进行某些判断或操作,而<? extends ClassA>
?表示后续使用时可以是任意的。
举个<E extends ClassA>
最常见的例子,用于比较操作,比如返回“最大值”,“最大值”的定义为:整型、浮点型返回最大值,字符串返回字典序最大者,由于想调用compareTo
函数,我们让所有参数都继承Compareble
,即T extends Comparable<T>
,整个测试代码如下
package test;
/**
* 定义了 <T extends someClass>,
* 里面的代码便只能用somClass的子类T进行比较或其他操作。
*/
public class MaximumTest {
// determines the largest of three Comparable objects
public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z) {
T max = x; // assume x is initially the largest
if ( y.compareTo( max ) > 0 ) {
max = y; // y is the largest so far
}
if ( z.compareTo( max ) > 0 ) {
max = z; // z is the largest now
}
return max; // returns the largest object
}
public static void main(String args[]) {
System.out.printf( "Max of %d, %d and %d is %d\n\n",
3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );
System.out.printf( "Maxm of %.1f,%.1f and %.1f is %.1f\n\n",
6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );
System.out.printf( "Max of %s, %s and %s is %s\n","pear",
"apple", "orange", maximum( "pear", "apple", "orange" ) );
}
}
注释里已经写清楚了,我们只能用T类型来进行一些操作,我们不能把T替换成?,因为?并不是一个类名,它只是一个通配符,然后举个<? extends ClassA>
的例子。
比如我们有一个Stack类,类里提供一个pullAll方法,我们想把一系列元素全部放到堆栈中,如下方法
// Stack定义
public class Stack<E> {
public Stack();
public E pop();
public boolean isEmpty();
}
// ...
public <E> void pushAll(Iterable<E> src) {
for(E e : src) {
push(e);
}
}
这个方法编译时没问题,Iterable src的元素类型与堆栈的类型完全匹配就没有问题。但是假如有一个Stack<Number>
调用了push(intVal),这里的intVal是Integer类型,这是可以的,因为Integer是Number的一个子类型,但下面的代码会报编译错误,
Stack<Number> numberStack = new Stack<Number>();
Iterable<Integer> integers = "...";
numberStack.pushAll(integers);
因为在Java中,参数化类型是不可变的。所以现在我们的通配符类型就派上用场了,代码如下
public void pushAll(Iterable<? extends E> scr) {
for( E e : src) {
push(e);
}
}
此处就必须用通配符?,代表泛型的泛指“E的某个子类型的Iterator接口”。
扩张阅读:* : 区别
2、List<Object> o = new ArrayList<Long>();
报错
- 不同于数组Object[] o,Long[] o,因为
List<Type1>
与List<Type2>
不互为子类型or超类型
3、无法创建泛型数组。
- 自己以前发的一片文章里由Cannot create a generic array of ArrayList引出的学习–Java范型就有这个,当时解释的有点瑕疵,
<<Effective Java>> 第二版
106页举了一个例子来说明这样的不安全性。
4、泛型方法的使用
-
static <E> List<E> asList(E[] a)
—- 泛型方法
参考这篇文章Java中的泛型方法的解释,注意区分Class与实例。