泛型中? super T和? extends T的区别

原文出处： 并发编程网

经常发现有List<? super T>、Set<? extends T>的声明，是什么意思呢？<? super T>表示包括T在内的任何T的父类，<? extends T>表示包括T在内的任何T的子类，下面我们详细分析一下两种通配符具体的区别。

 

extends

List<? extends Number> foo3的通配符声明，意味着以下的赋值是合法的：

01	// Number "extends" Number (in this context)

02

03	List<? extends Number> foo3 = new ArrayList<? extends Number>();

04

05	// Integer extends Number

06

07	List<? extends Number> foo3 = new ArrayList<? extends Integer>();

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09	// Double extends Number

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11	List<? extends Number> foo3 = new ArrayList<? extends Double>();

1. 读取操作通过以上给定的赋值语句，你一定能从foo3列表中读取到的元素的类型是什么呢？你可以读取到Number，因为以上的列表要么包含Number元素，要么包含Number的类元素。

   你不能保证读取到Integer，因为foo3可能指向的是List<Double>。

   你不能保证读取到Double，因为foo3可能指向的是List<Integer>。

2. 写入操作过以上给定的赋值语句，你能把一个什么类型的元素合法地插入到foo3中呢？

   你不能插入一个Integer元素，因为foo3可能指向List<Double>。

   你不能插入一个Double元素，因为foo3可能指向List<Integer>。

   你不能插入一个Number元素，因为foo3可能指向List<Integer>。

   你不能往List<? extends T>中插入任何类型的对象，因为你不能保证列表实际指向的类型是什么，你并不能保证列表中实际存储什么类型的对象。唯一可以保证的是，你可以从中读取到T或者T的子类。

super

现在考虑一下List<? super T>。

List<? super Integer> foo3的通配符声明，意味着以下赋值是合法的：

01	// Integer is a "superclass" of Integer (in this context)

02

03	List<? super Integer> foo3 = new ArrayList<Integer>();

04

05	// Number is a superclass of Integer

06

07	List<? super Integer> foo3 = new ArrayList<Number>();

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09	// Object is a superclass of Integer

10

11	List<? super Integer> foo3 = new ArrayList<Object>();

1. 读取操作通过以上给定的赋值语句，你一定能从foo3列表中读取到的元素的类型是什么呢？你不能保证读取到Integer，因为foo3可能指向List<Number>或者List<Object>。

   你不能保证读取到Number，因为foo3可能指向List<Object>。

   唯一可以保证的是，你可以读取到Object或者Object子类的对象（你并不知道具体的子类是什么）。

2. 写入操作通过以上给定的赋值语句，你能把一个什么类型的元素合法地插入到foo3中呢？你可以插入Integer对象，因为上述声明的列表都支持Integer。

   你可以插入Integer的子类的对象，因为Integer的子类同时也是Integer，原因同上。

   你不能插入Double对象，因为foo3可能指向ArrayList<Integer>。

   你不能插入Number对象，因为foo3可能指向ArrayList<Integer>。

   你不能插入Object对象，因为foo3可能指向ArrayList<Integer>。

PECS

请记住PECS原则：生产者（Producer）使用extends，消费者（Consumer）使用super。

• 生产者使用extends

如果你需要一个列表提供T类型的元素（即你想从列表中读取T类型的元素），你需要把这个列表声明成<? extends T>，比如List<? extends Integer>，因此你不能往该列表中添加任何元素。

• 消费者使用super

如果需要一个列表使用T类型的元素（即你想把T类型的元素加入到列表中），你需要把这个列表声明成<? super T>，比如List<? super Integer>，因此你不能保证从中读取到的元素的类型。

• 即是生产者，也是消费者

如果一个列表即要生产，又要消费，你不能使用泛型通配符声明列表，比如List<Integer>。

例子

请参考java.util.Collections里的copy方法(JDK1.7)：

 

引用例子：

 

泛型中使用通配符有两种形式：子类型限定<? extends xxx>和超类型限定<? super xxx>。

（1）子类型限定

下面的代码定义了一个Pair<T>类，以及Employee，Manager和President类。

public class Pair<T> {
    private T first;
    private T second;

    public Pair(T first, T second) {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }

    public T getFirst() {
        return first;
    }

    public T getSecond() {
        return second;
    }

    public void setFirst(T newValue) {
        first = newValue;
    }

    public void setSecond(T newValue) {
        second = newValue;
    }
}

class Employee {
    private String name;
    private double salary;

    public Employee(String n, double s) {
        name = n;
        salary = s;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public double getSalary() {
        return salary;
    }
}

class Manager extends Employee {
    public Manager(String n, double s) {
        super(n, s);
    }
}
<pre name="code" class="java">
class President extends Manager {
    public President(String n, double s) {
        super(n, s);
    }
}

 

现在要定义一个函数可以打印Pair<Employee>

public static void printEmployeeBoddies(Pair<Employee> pair) {
    System.out.println(pair.getFirst().getName() + ":" + pair.getSecond().getName());
}

可是有一个问题是这个函数输入参数只能传递类型Pair<Employee>，而不能传递Pair<Manager>和Pair<President>。例如下面的代码会产生编译错误

Manager mgr1 = new Manager("Jack", 10000.99);
Manager mgr2 = new Manager("Tom", 10001.01);
Pair<Manager> managerPair = new Pair<Manager>(mgr1, mgr2);
PairAlg.printEmployeeBoddies(managerPair);

之所以会产生编译错误，是因为Pair<Employee>和Pair<Manager>实际上是两种类型。

由上图可以看出，类型Pair<Manager>是类型Pair<? extends Employee>的子类型，所以为了解决这个问题可以把函数定义改成
public static void printEmployeeBoddies(Pair<? extends Employee> pair)

但是使用通配符会不会导致通过Pair<? extends Employee>的引用破坏Pair<Manager>对象呢？例如:
Pair<? extends Employee> employeePair = managePair;employeePair.setFirst(new Employee("Tony", 100));
不用担心，编译器会产生一个编译错误。Pair<? extends Employee>参数替换后，我们得到如下代码
? extends Employee getFirst()
void setFirst(? extends Employee)
对于get方法，没问题，因为编译器知道可以把返回对象转换为一个Employee类型。但是对于set方法，编译器无法知道具体的类型，所以会拒绝这个调用。

（2）超类型限定

超类型限定和子类型限定相反，可以给方法提供参数，但是不能使用返回值。? super Manager这个类型限定为Manager的所有超类。

Pair<? super Manager>参数替换后，得到如下方法

? super Manager getFirst()
void setFirst(? super Manager)

编译器可以用Manager的超类型，例如Employee，Object来调用setFirst方法，但是无法调用getFirst，因为不能把Manager的超类引用转换为Manager引用。

超类型限定的存在是为了解决下面一类的问题。例如要写一个函数从Manager[]中找出工资最高和最低的两个，放在一个Pair中返回。

public static void minMaxSal(Manager[] mgrs, Pair<? super Manager> pair) {
    if (mgrs == null || mgrs.length == 0) {
        return;
    }

    pair.setFirst(mgrs[0]);
    pair.setSecond(mgrs[0]);
    //TODO
}

如此就可以这样调用

Pair<? super Manager> pair = new Pair<Employee>(null, null);
minMaxSal(new Manager[] {mgr1, mgr2}, pair);