Java泛型<>内各种参数的异同

　　先说下本篇随笔主要涉及到的东西（参考Java编程思想一书）：　　

　　　　1、说明 List<Fruit> 与 List<Apple> 之间为什么是非继承关系。

　　　　2、由 1 引出的问题说明 List<? extends Fruit> 存在的必要性。

　　　　3、说明 List<? super Fruit> 与 List<? extends Fruit> 的区别及 List<? super Fruit> 存在的必要性。

　　　　4、说明 <? extends Fruit> 与 <T extends Fruit> 区别。

　　　　5、说明 原生List 与 List<?> 区别。

　　　　6、解释自限定泛型 class SelfBound<T extends SelfBound<T>>{ }。

　　　　

　　　　下面将会用到的三个有继承关系的类：

　　　　

class Fruit {
}
class Apple extends Fruit {
}
class Orange extends Fruit{
}

 

　　一、 List<Fruit> 与 List<Apple> 之间为什么是非继承关系。

　　　　我认为以下两个原因可以解释这个问题：

　　　　1、Java中泛型是后来引入的特性，为了兼容之前的代码，泛型是存在擦除机制的，List<Fruit> 与 List<Apple> 在擦除后的class中均为List，并不存在继承关系。

　　　　2、从逻辑上解释不能有继承关系的原因：

　　　　　　

        public void test(List<Fruit> list) {
      　　  list.add(new Orange());
   　　 }    

　　　　　　在上面的代码中，test方法接收一个List<Fruit> 类型的list，并在此list 中插入了一个Orange对象，这个方法是没有任何问题的。现在假设List<Fruit> 与 List<Apple> 间存在继承关系，那么此方法可以接收一个List<Apple> 类型的list 参数作为方法的参数，然而之后在方法中就会在一个声明是List<Apple> 的list 中插入一个 Orange 对象，这显然是不符合逻辑的。所以 List<Fruit> 与 List<Apple> 之间应该是非继承关系。

 

　　二、 List<? extends Fruit> 存在的必要性。

　　　　　　由一的介绍我们可以知道 test 方法只能只能接受 List<Fruit> 而不能接受 List<Apple> 类型的 list， 现在我想写一个方法，既能接受List<Fruit> 又能接收 List<Apple> 类型的 List，应该怎么做呢？ 这时就要用到 List<? extends Fruit> 来实现这个功能了。

　　　　　　List<? extends Fruit> 表示此 list持有的对象类型是 Fruit 或者从 Fruit 导出的类型（Apple 或者 Orange），相当于为 List 持有的对象类型规定了一个上界。 

　　　　　　我们只需将上面的test 方法改为 ：

　　　　　

public class TestGen {
    
    public void test(List<? extends Fruit> list) {
        /*由于传入的参数是 List<? extends Fruit> 参数的list，这个list是不能进行add 操作的。
        list.add(new Fruit());
        list.add(new Orange());
        list.add(new Apple());*/
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        List<Apple> list = new ArrayList<Apple>();
        List<Orange> list1 = new ArrayList<Orange>();
         List<Fruit> list2 = new ArrayList<Fruit>();
        
         TestGen tg = new TestGen();
         
         tg.test(list);
         tg.test(list1);
         tg.test(list2);
         
    }
}

　　　　　　现在test 方法里的参数 变为了 List<? extends Fruit> list， 在 main 方法里可以看到此方法可以接受 List<Apple>，List<orange>，List<Fruit>多种类型的 list，实现了我们想要的功能。

　　　　　　但是在上述代码的 test 方法当中我们也可以看到，作为参数传入的 list 是不能进行 add 操作的，无论 add 的是什么类型，这是为什么呢？

　　　　　　原来由于传入的 List 类型是 List<? extends Fruit> list， 在JDK源码中可以看到 List的 add 方法的泛型参数就变为了 <? extends Fruit>，编译器并不能了解这里需要 add 的是哪个具体子类型，因此它

　　　　不会接受任何类型的Fruit，编译器将直接拒绝对参数列表中涉及通配符的方法的调用。

　　　　　　那么我们怎么才能做到向含有通配符的泛型限制的list 中做插入操作呢？ 这时我们就要用到 <? super Fruit>参数。

 

　　三、List<? super Fruit> 与 List<? extends Fruit> 的区别及 List<? super Fruit> 存在的必要性。

　　　　　　由二可知， 要想向含有通配符的泛型限制的list 中做插入操作， 此泛型限制必须为  <? super someClass>。 前面已经说到，List<? extends Fruit> 为此List 可以持有的对象类型规定了一个上

　　　　界，即持有的对象只能为 Fruit 或 Fruit 的子类型。 相应地， List<? super Fruit> 则为 List 可以持有的对象类型规定了一个下界，即持有的对象只能为 Fruit 或 Fruit 的超类。

　　　　　　因此若将 test 方法改为下面这样，则 add 操作可以进行。

　　　　　　

    public void test(List<? super Fruit> list) {
        list.add(new Fruit());
        list.add(new Orange());
        list.add(new Apple());
    }    

 

　　　　　　因为我们可以确定 传入 test 方法的参数至少也是一个 持有 Fruit 类型的 List，所以我们向此 list 中加入 Fruit 及Fruit 的子类型的对象是没有任何问题的。

　　

　　四、<? extends Fruit> 与 <T extends Fruit> 区别。

　　　　　　两个东西应用的场景是不同的，<T extends Fruit>作用于方法或者类上，而 <? extends Fruit> 则不可以。下面举例说明。

　　　　　　

public class TestGen<T extends Fruit> {
    private T value;
    
    public TestGen(T value) {
        this.value = value;
    }
    
    public T getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }
    
    public <E extends Fruit> void test1(E e) {
        System.out.println(e.getClass().getName());
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        TestGen<? extends Fruit> tg = new TestGen<Fruit>(new Fruit());
        //由于 setValue 方法参数列表中涉及通配符（setValue方法中的  T 相当于 ? extends Fruit），setValue方法不能调用。
        //tg.setValue(new Fruit()); 
        
        tg.test1(new Fruit());
        //tg.test1(new Object()); Object并不是Fruit的子类型，并不能作为参数传入test1方法。
    }
}

　　　　　　在代码中可以看到，类上的限定 <T extends Fruit> 及方法上的限定 <E extends Fruit> 使得类和方法能接受的类型均为 Fruit 及 Fruit 的子类型。

 

　　五、原生List 与 List<?> 区别。

　　　　无界通配符 ？ 与 原生类型看似好像是等价的，但无界通配符可以有以下含义：“我是想用Java的泛型来编写这段代码，我在这里并不是要用原生类型，但是在当前这种情况下，泛型参数可以持有任何类型”。

　　　　使用无界通配符的  List<?> 要比 原生 List 要安全些。 在原生 list 中，我们可以随意进行插入操作，可以向同一个 list 中既插入 object 对象，又插入 Fruit，Apple 对象，而 List<?> 是不允许进行 add 操作的。 

 

　　六、解释自限定泛型 class A<T extends A<T>>{ }。

　　　　在 Java 泛型中，这算是一种经常出现的惯用法，这种用法意味着 基类 （这里的类A） 使用其导出类代替其参数，泛型基类变成了一种其所有导出类的公共公能的模板，但是这些功能对于其所有参数和返回值，将使用导出类型。

　　　下面举例说明。

　　　　

class A <T extends A<T>> {
    void set(T arg) {
        System.out.println("in A");
    }
}
//泛型基类变成了一种其所有导出类的公共公能的模板
//导出类B和C均可调用基类的set方法，且只接受导出类对应的类型
class B extends A<B> {
    
}
class C extends A<C> {
    
}
public class TestGen {
    void test2(B b1, B b2, C c1, A a1) {
        b1.set(b2);
        //使用自限定泛型时，在导出类中调用的set方法只接受对应的导出类型，不接受基类型和其他的导出类型
        //b1.set(c1); 不接受其他的导出类型
        //b1.set(a1); 不接受基类型,编译器不能识别将类型传递给set的尝试，因为没有任何方法有这样的
        //签名，实际上，这个参数已经被覆盖
    }
}

 

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