Question

何时应该使用像这样的通用多态类型及其含义？

 1. List<? super Dog> list = new ArrayList<Animal>();
 2. List<? extends Animal> list = new ArrayList<Dog>();
 3. List<?> list = new ArrayList<Dog>();

有人会使用像

这样的东西

List<? super Dog> list = new ArrayList<Dog>();
List<? extends Animal> list = new ArrayList<Animal>();

注意：我理解人们在方法定义中使用List<? super Dog>或List<? extends Animal>的时间。但我不明白的是多态通用类型对象的创建。

Answer 1

其原因基于Java如何实现泛型。

数组示例

使用数组，您可以执行此操作（数组是协变的）

Integer[] myInts = {1,2,3,4};
Number[] myNumber = myInts;

但是，如果你试图这样做会发生什么？

Number[0] = 3.14; //attempt of heap pollution

这最后一行编译得很好，但是如果你运行这段代码，你可以获得ArrayStoreException。因为您试图将double放入整数数组（无论是通过数字引用访问）。

这意味着你可以欺骗编译器，但你不能欺骗运行时类型系统。这是因为数组就是我们所说的可再生类型。这意味着在运行时Java知道这个数组实际上是实例化为一个整数数组，它恰好通过Number[]类型的引用访问。

因此，正如您所看到的，有一件事是对象的实际类型，另一件事是您用来访问它的引用类型，对吗？

Java泛型问题

现在，Java泛型类型的问题是编译器丢弃了类型信息，并且在运行时它不可用。此过程称为type erasure。有很好的理由在Java中实现这样的泛型，但这是一个很长的故事，它与二进制兼容现有代码有关。

但重要的是，由于在运行时没有类型信息，因此无法确保我们不会造成堆污染。

例如，

List<Integer> myInts = new ArrayList<Integer>();
myInts.add(1);
myInts.add(2);

List<Number> myNums = myInts; //compiler error
myNums.add(3.14); //heap polution

如果Java编译器没有阻止你这样做，那么运行时类型系统也无法阻止你，因为在运行时没有办法确定这个列表应该只是一个整数列表。 Java运行时允许你将任何你想要的东西放入这个列表，当它只包含整数时，因为它在创建时被声明为整数列表。

因此，Java的设计者确保你不能欺骗编译器。如果你不能欺骗编译器（我们可以用数组做），你也不能欺骗运行时类型系统。

因此，我们说泛型类型不可恢复。

显然，这会妨碍多态性。请考虑以下示例：

static long sum(Number[] numbers) {
   long summation = 0;
   for(Number number : numbers) {
      summation += number.longValue();
   }
   return summation;
}

现在你可以像这样使用它：

Integer[] myInts = {1,2,3,4,5};
Long[] myLongs = {1L, 2L, 3L, 4L, 5L};
Double[] myDoubles = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};

System.out.println(sum(myInts));
System.out.println(sum(myLongs));
System.out.println(sum(myDoubles));

但是，如果您尝试使用泛型集合实现相同的代码，则不会成功：

static long sum(List<Number> numbers) {
   long summation = 0;
   for(Number number : numbers) {
      summation += number.longValue();
   }
   return summation;
}

如果您尝试...

，您将获得编译器错误

List<Integer> myInts = asList(1,2,3,4,5);
List<Long> myLongs = asList(1L, 2L, 3L, 4L, 5L);
List<Double> myDoubles = asList(1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0);

System.out.println(sum(myInts)); //compiler error
System.out.println(sum(myLongs)); //compiler error
System.out.println(sum(myDoubles)); //compiler error

解决方案是学习使用Java泛型的两个强大功能，称为协方差和逆变。

<强>协方差

使用协方差，您可以从结构中读取项目，但不能在其中写入任何内容。所有这些都是有效的声明。

List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Integer>();
List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Float>()
List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Double>()

您可以阅读myNums：

Number n = myNums.get(0);

因为您可以确定无论实际列表包含什么，它都可以被上传到一个数字（毕竟任何扩展Number的数字都是数字，对吗？）

但是，不允许将任何内容放入协变结构中。

myNumst.add(45L); //compiler error

这是不允许的，因为Java无法保证通用结构中对象的实际类型。它可以是扩展Number的任何东西，但编译器无法确定。所以你可以阅读，但不能写。

<强>逆变

有了逆转，你可以做相反的事情。你可以把东西放到一个通用的结构中，但你不能从中读出来。

List<Object> myObjs = new List<Object();
myObjs.add("Luke");
myObjs.add("Obi-wan");

List<? super Number> myNums = myObjs;
myNums.add(10);
myNums.add(3.14);

在这种情况下，对象的实际性质是对象列表，并且通过逆变，您可以将Numbers放入其中，主要是因为所有数字都将Object作为它们的共同祖先。因此，所有Numbers都是对象，因此这是有效的。

然而，假设您将得到一个数字，您无法安全地从这个逆变结构中读取任何内容。

Number myNum = myNums.get(0); //compiler-error

如您所见，如果编译器允许您编写此行，则会在运行时获得ClassCastException。

获取/放置原则

因此，当您只打算从结构中取出通用值时使用协方差，当您只打算将通用值放入结构时使用逆变，并在打算同时使用完全通用类型时使用。[/ p >

我所拥有的最好的例子是将任何类型的数字从一个列表复制到另一个列表中。只有从源获取项目，并且只有将项目放在命运中。

public static void copy(List<? extends Number> source, List<? super Number> destiny) {
    for(Number number : source) {
        destiny.add(number);
    }
}

由于协方差和逆变的力量，这适用于这样的情况：

List<Integer> myInts = asList(1,2,3,4);
List<Double> myDoubles = asList(3.14, 6.28);
List<Object> myObjs = new ArrayList<Object>();

copy(myInts, myObjs);
copy(myDoubles, myObjs);

Answer 2

他们会使用：

如果他们需要一个超级类Dog的对象列表。例如，像Animal一样。
如果他们需要一个动物对象列表（Animal的子类）。例如，像Dog一样。
如果他们需要一个对象列表，则为句点。例如，这可能是一个狗列表。

Answer 3

看看这可能会对你有所帮助。

为什么和多态泛型类型

3 个答案: