Java泛型学习笔记（2）

2019-11-30 本文已影响0人我要做大牛23333

书接上回，这次我们来研究下泛型的另一个特性，泛型方法和协变逆变。

Whaaat？什么是协变逆变？别着急我看的时候也是一脸懵，带我娓娓道来。首先我们来看一个方法定义：

public static <T> T addAll(Collection<T> c, T... elements) {
  for (T element : elements) {
    c.add(element);
  }
  return c;
 }

这是JDK中Collections里的源代码，我只是把泛型的形式做了下变动，如果我要往一个Integer的List中添加同样的Integer，那么这肯定是可以的。但如果T变为Number，那么我还可以给后面的参数传Integer吗？应该是不可以的吧，签名中就可以看出，两个T必须一样。

有些似懂非懂的同学（比如我）这时候会说，可以把Collection<T>改为Collection<? extends T>，这样就可以接受子类了，是啊，c这时候可以代表是T的子类的集合了，如果T是Number类，那么Number的子类到底是什么？是不是给不出答案了？哈哈，对的，这就是陷阱，Collection<? extends T>就是代表了具体的一种子类，而不是所有的子类，这点一定要理解。

那么正确的做法应该是改为Collection<? super T>，这样Collection就可以接受各种各样的子类型了，比如可以把Integer放到Number类型的集合中，也可以把Double放到Number类型的集合中。

好的，到这里出现了两个概念，<? extends T>和<? super T>，这两个到底是什么意思，代表了什么，它和逆变协变有什么关系？

先说关系：

协变，英文叫Covariant，<? extends T>
逆变，英文叫Contravariant，<? super T>
不变，英文叫Invariant，<T>

这些的出现就是为了满足类型系统中高阶类型的子类型系统，和Scala里的逆变协变一个意思，只不过语法有出入，Scala里是写成List[T+]和List<T->以及List<T>。那么什么时候用什么呢？就不贴例子了，简单来说就是在做修改集合的操作的时候，比如添加或新增，不能用extends，在获取和查看的时候不能用super。

在《Effective Java》里对这些关系有梳理，PECS原则说的就是这些逆变协变的概念，意思就是product-entends和consumer-super，再通俗点讲get的时候用extends，add的时候用super。这块确实不好理解，我也是思考了很久，在网上看到一个大神举的例子才恍然大悟，可以这么想，当我们从集合取东西的时候，应该是一个确定的类型，所以它一定是extends，一个确定的子类型，而这时如果是super，就会造成，我拿出来的不知道是什么类型，比如，期望是Integer，但它还可能是Number，甚至是Comparable类型，编译器会疯掉的。反之，对于往集合添加东西的时候，其实相当于是给一个水果盆里加东西，它可以装任意的水果类型，苹果，樱桃，都可以，不限制类型。

那么说到这，有个问题，就是如果既要取又要新增，那么就是不可变的，既不协变也不逆变，是Invariant。

JDK中Collections集合类里经典的copy方法是这么定义的：

public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {

src只做读取操作，dest只做添加操作，这就是支持泛型的集合拷贝方法。

最后，再提一下数组Array，array在java里和集合一样都是引用类型，但它是允许协变的，而不允许逆变，就是说一个方法签名是

public void addNumebr(Number []arr)

可以传Integer[]类型的数组，不会报错，但反过来不行，因为数组只允许一种类型。

最后提一下无界通配符<?>，它在JDK的集合源代码中无处不在，在《Java Generics》中作者说开发人员当时做了一个比较糟糕的为了考虑极少数人的兼容场景而做出的错误选择，它认为应该把<?>定义上具体的边界，super定下界，代表object到T，extends定上界，T或者T的子类，叶子节点为null，可以理解为null是所有对象的子类，类似于Scala里的Nothing。而单独的<?>就是<? extends Object>，这是为了兼容1.0-1.4的代码做出的妥协，java里的上下界好像和Scala的说法是反的。

在创建具体对象的时候，在top-level不能出现<?>这种东西，因为编译器不知道该具体创建什么类型了。什么意思？具体点举个例子：

List<?> list = new ArrayList<?>(); // 编译不通过

List<List<?>> list = new ArrayList<List<?>>(); // 编译通过

Java泛型学习笔记（2）

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