【Java】泛型中 extends 和 super 的区别?
<? extends T>和<? super T>是Java泛型中的“通配符(Wildcards)”和“邊界(Bounds)”的概念。
- <? extends T>:是指?“上界通配符(Upper Bounds Wildcards)”
- <? super T>:是指?“下界通配符(Lower Bounds Wildcards)”
為什么要用通配符和邊界?
使用泛型的過程中,經(jīng)常出現(xiàn)一種很別扭的情況。比如按照題主的例子,我們有Fruit類,和它的派生類Apple類。
| 1 2 | class Fruit {} class Apple extends Fruit {} |
然后有一個(gè)最簡單的容器:Plate類。盤子里可以放一個(gè)泛型的“東西”。我們可以對這個(gè)東西做最簡單的“放”和“取”的動作:set( )和get( )方法。
| 1 2 3 4 5 6 | class Plate<T>{private T item;public Plate(T t){item=t;}public void set(T t){item=t;}public T get(){return item;} } |
現(xiàn)在我定義一個(gè)“水果盤子”,邏輯上水果盤子當(dāng)然可以裝蘋果。
| 1 | Plate<Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple()); |
但實(shí)際上Java編譯器不允許這個(gè)操作。會報(bào)錯,“裝蘋果的盤子”無法轉(zhuǎn)換成“裝水果的盤子”。
| error: incompatible types: Plate<Apple> cannot be converted to Plate<Fruit> |
所以我的尷尬癥就犯了。實(shí)際上,編譯器腦袋里認(rèn)定的邏輯是這樣的:
- 蘋果 IS-A 水果
- 裝蘋果的盤子 NOT-IS-A 裝水果的盤子
所以,就算容器里裝的東西之間有繼承關(guān)系,但容器之間是沒有繼承關(guān)系的。所以我們不可以把Plate的引用傳遞給Plate。
為了讓泛型用起來更舒服,Sun的大腦袋們就想出了<? extends T>和<? super T>的辦法,來讓“水果盤子”和“蘋果盤子”之間發(fā)生關(guān)系。
什么是上界?
下面代碼就是“上界通配符(Upper Bounds Wildcards)”:
| 1 | Plate<? extends Fruit> |
翻譯成人話就是:一個(gè)能放水果以及一切是水果派生類的盤子。再直白點(diǎn)就是:啥水果都能放的盤子。這和我們?nèi)祟惖倪壿嬀捅容^接近了。Plate<? extends Fruit>和Plate<Apple>最大的區(qū)別就是:Plate<? extends Fruit>是Plate<Fruit>以及Plate<Apple>的基類。直接的好處就是,我們可以用“蘋果盤子”給“水果盤子”賦值了。
| 1 | Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple()); |
如果把Fruit和Apple的例子再擴(kuò)展一下,食物分成水果和肉類,水果有蘋果和香蕉,肉類有豬肉和牛肉,蘋果還有兩種青蘋果和紅蘋果。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | //Lev 1 class Food{}//Lev 2 class Fruit extends Food{} class Meat extends Food{}//Lev 3 class Apple extends Fruit{} class Banana extends Fruit{} class Pork extends Meat{} class Beef extends Meat{}//Lev 4 class RedApple extends Apple{} class GreenApple extends Apple{} |
在這個(gè)體系中,下界通配符?Plate<? extends Fruit>?覆蓋下圖中藍(lán)色的區(qū)域。
什么是下界?
相對應(yīng)的,“下界通配符(Lower Bounds Wildcards)”:
| 1 | Plate<? super Fruit> |
表達(dá)的就是相反的概念:一個(gè)能放水果以及一切是水果基類的盤子。Plate<? super Fruit>是Plate<Fruit>的基類,但不是Plate<Apple>的基類。對應(yīng)剛才那個(gè)例子,Plate<? super Fruit>覆蓋下圖中紅色的區(qū)域。
上下界通配符的副作用
邊界讓Java不同泛型之間的轉(zhuǎn)換更容易了。但不要忘記,這樣的轉(zhuǎn)換也有一定的副作用。那就是容器的部分功能可能失效。
還是以剛才的Plate為例。我們可以對盤子做兩件事,往盤子里set()新東西,以及從盤子里get()東西。
| 1 2 3 4 5 6 | class Plate<T>{private T item;public Plate(T t){item=t;}public void set(T t){item=t;}public T get(){return item;} } |
上界<? extends T>不能往里存,只能往外取
<? extends Fruit>會使往盤子里放東西的set( )方法失效。但取東西get( )方法還有效。比如下面例子里兩個(gè)set()方法,插入Apple和Fruit都報(bào)錯。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());//不能存入任何元素 p.set(new Fruit()); //Error p.set(new Apple()); //Error//讀取出來的東西只能存放在Fruit或它的基類里。 Fruit newFruit1=p.get(); Object newFruit2=p.get(); Apple newFruit3=p.get(); //Error |
原因是編譯器只知道容器內(nèi)是Fruit或者它的派生類,但具體是什么類型不知道。可能是Fruit?可能是Apple?也可能是Banana,RedApple,GreenApple?編譯器在看到后面用Plate賦值以后,盤子里沒有被標(biāo)上有“蘋果”。而是標(biāo)上一個(gè)占位符:CAP#1,來表示捕獲一個(gè)Fruit或Fruit的子類,具體是什么類不知道,代號CAP#1。然后無論是想往里插入Apple或者M(jìn)eat或者Fruit編譯器都不知道能不能和這個(gè)CAP#1匹配,所以就都不允許。
所以通配符<?>和類型參數(shù)的區(qū)別就在于,對編譯器來說所有的T都代表同一種類型。比如下面這個(gè)泛型方法里,三個(gè)T都指代同一個(gè)類型,要么都是String,要么都是Integer。
| 1 | public <T> List<T> fill(T... t); |
但通配符<?>沒有這種約束,Plate<?>單純的就表示:盤子里放了一個(gè)東西,是什么我不知道。
所以題主問題里的錯誤就在這里,Plate<? extends Fruit>里什么都放不進(jìn)去。
下界<? super T>不影響往里存,但往外取只能放在Object對象里
使用下界<? super Fruit>會使從盤子里取東西的get( )方法部分失效,只能存放到Object對象里。set( )方法正常。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | Plate<? super Fruit> p=new Plate<Fruit>(new Fruit());//存入元素正常 p.set(new Fruit()); p.set(new Apple());//讀取出來的東西只能存放在Object類里。 Apple newFruit3=p.get(); //Error Fruit newFruit1=p.get(); //Error Object newFruit2=p.get(); |
因?yàn)橄陆缫?guī)定了元素的最小粒度的下限,實(shí)際上是放松了容器元素的類型控制。既然元素是Fruit的基類,那往里存粒度比Fruit小的都可以。但往外讀取元素就費(fèi)勁了,只有所有類的基類Object對象才能裝下。但這樣的話,元素的類型信息就全部丟失。
PECS原則
最后看一下什么是PECS(Producer Extends Consumer Super)原則,已經(jīng)很好理解了:
- 頻繁往外讀取內(nèi)容的,適合用上界Extends。
- 經(jīng)常往里插入的,適合用下界Super。
參考資料
- Java泛型中extends和super的區(qū)別?
- 本文作者:?Mr.Seven
- 本文鏈接:?http://github.com/2016/12/27/【Java】泛型中 extends 和 super 的區(qū)別?/
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的【Java】泛型中 extends 和 super 的区别?的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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