【学习】Java泛型之协变与逆变

【学习】Java泛型之协变与逆变

 

记录对这篇博客的理解

https://dzone.com/articles/covariance-and-contravariance

 

1. 概念引入：举例说明什么是协变

Java中的数组是协变的，也就是：假设 B 继承于 A，那么A[] 可以保存A类型的对象或者B的对象；并且 B[] 也是 A[] 的子类。

Number[] numbers = new Number[3];
numbers[0] = new Integer(10);
numbers[1] = new Double(3.14);
numbers[2] = new Byte(0);

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

但是！这样有个问题：将一个double存入int型数组仍然可以通过编译，直到运行时才报错。对于程序来说，留下了隐患。

myNumber [0] = 3.14

注：数组称为”可具体化的类型“（reifiable type），指java运行时系统知道该数组被初始化为整型数组，只是用Number[]引用而已。

 

2. Java泛型问题 -- 影响了多态的能力

泛型不是可具体化的（non-reifiable），也就是运行时不知道数据的类型信息，这样就可能造成堆污染（heap pollution）——添加不一致的类型对象，会在编译阶段就阻止。

List<Integer> myInts = new ArrayList<Integer>();
myInts.add(1);
myInts.add(2);
List<Number> myNums = myInts; //compiler error, 原因就是运行时不能防止堆污染，先由编译器“拒绝”
myNums.add(3.14); //heap polution

进一步：不会把整型(Integer)的列表看作数值型(Number)的子类，添进Number列表

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

List<Integer> myInts = asList(1,2,3,4,5);
System.out.println(sum(myInts)); //compiler error

 

3. 解决办法：Java泛型的协变(Covariance)和逆变(Contravariance)

两种通配符形式：

3.1 协变 -- 子类型限定，? extends T

表示T的子类型，对于它来说，因为无法确定实际存放的是T的哪一个子类，所以不支持“存放”数据；

但可以作为“获取”数据的类型，因为数据肯定都是T及其子类类型的，超类可以正常引用，维持了多态。

3.2 逆变 -- 超类型限定，? super T

表示存放的是T的超类型，相当于Object类型，也就是，可以存放T及其子类；

但是不能“获取”数据，因为无法确定所取得的数据具体是哪种类型。

试验过：List<? super Number> 可以同时存放Integer和Double类型的数据。

 

理解：

协变/逆变的概念不太好理解，好像还是一个通用的概念，目前只能结合Java泛型这个具体的例子对应上名称而已。而理解PECS(Producer extends Consumer super)，我想到了继承树（图）

如果协变的话，面向树叶，存在分支，不确定具体的类，不能“存放/持有”。而逆变，面向树根，因为Java属于单继承，可以最终找到唯一的超类——Object，而所有的对象都是它的子类，所以可以“存放”。