參考鏈接： Java中的協(xié)變返回類型

在《JAVA核心思想》這本書里，關(guān)于泛型的章節(jié)意外的很多，小小的泛型里其實有很多可以學(xué)習(xí)的內(nèi)容，我總結(jié)下最近看書的成果。?

一. 泛型的好處和應(yīng)用?

最基礎(chǔ)的用到泛型的地方無非是在容器里 使用泛型用以保證容器內(nèi)數(shù)據(jù)的類型統(tǒng)一，所以我們先總結(jié)下泛型使用的好處：?

可以統(tǒng)一集合類型容器的存儲類型，防止在運行期出現(xiàn)類型裝換異常，增加編譯時類型的檢查解決重復(fù)代碼的編寫，能夠復(fù)用算法。可以起到重載的作用?

第二個作用很好理解，泛型 的 ‘泛’ 即代表著 ‘泛化’，不僅僅是保證容器的安全性，更重要的是減少類型的限制，讓我們編寫更加通用的代碼。我們舉個例子：? 在javaweb中，我們經(jīng)常向前臺返回JSON對象信息，不同的業(yè)務(wù)可以會組裝不同的bean，為了節(jié)省提高代碼的復(fù)用性，我們可以這么寫一個類：?

public class ReturnObject<A, B> {

?

? ? public final A a;

? ? public final B b;

?

? ? public ReturnObject(A a, B b) {

? ? ? ? this.a = a;

? ? ? ? this.b = b;

? ? }

?

? ? public <A> A t(A a) {

? ? ? ? return a;

? ? }

?

? ? @Override

? ? public String toString() {

? ? ? ? return "ReturnObject{" +

? ? ? ? ? ? ? ? "a=" + a +

? ? ? ? ? ? ? ? ", b=" + b +

? ? ? ? ? ? ? ? '}';

? ? }

}?

這個類沒有具體的類型，意思也很簡單，就是不限定變量的類型，根據(jù)你業(yè)務(wù)的不同，你可以傳不同的類型進去（通過構(gòu)造器），更方便的是，java泛型支持繼承，你可以隨意拓展你的業(yè)務(wù)字段，也就不再需要為了一種業(yè)務(wù)專門創(chuàng)建一個bean類了。?

// 業(yè)務(wù)字段拓展

public class ReturnObjectExtender<A, B, C> extends ReturnObject<A, B> {

?

? ? public final C c;

?

? ? public ReturnObjectExtender(A a, B b, C c) {

? ? ? ? super(a, b);

? ? ? ? this.c = c;

? ? }

?

? ? @Override

? ? public String toString() {

? ? ? ? return "ReturnObjectExtender{" +

? ? ? ? ? ? ? ? "c=" + c +

? ? ? ? ? ? ? ? ", a=" + a +

? ? ? ? ? ? ? ? ", b=" + b +

? ? ? ? ? ? ? ? '}';

? ? }

}?

二. 重要！泛型的擦除?

JAVA的泛型都是通過擦除來實現(xiàn)的，這句話的意思是 當(dāng)你的程序真正跑起來的時候，任何具體的類型其實都已經(jīng)被擦除了，所以在下面的例子中，輸出的結(jié)果是true，aClass和aClass1都是一樣的class生成的對象。?

Class aClass = new ArrayList<Integer>().getClass();

Class aClass1 = new ArrayList<String>().getClass();

?

System.out.println(aClass == aClass1);

?

擦除的負面效應(yīng)直接體現(xiàn)在如果你寫下面這段代碼，T類型并不能認出你傳給它的是String類型，T直接會被Object替代，?

public class WildCardTest<T> {

?

? ? public void f(T t) {

? ? //這一段編譯報錯

? ? ? ? t.isEmpty();

? ? }

?

? ? public static void main(String[] args) {

? ? ? ? WildCardTest<String> stringWildCardTest = new WildCardTest<>();

? ? ? ? stringWildCardTest.f("");

? ? }

}?

要讓String調(diào)用它的isEmpty()方法，需要給泛型一個邊界，代碼只需要重新改一下，T extends String表明T可以是String類或是String的子類，如果傳入的沒有問題，那就可以調(diào)用isEmpty()方法。?

public class WildCardTest<T extends String> {

?

? ? public void f(T t) {

? ? ? ? t.isEmpty();

? ? }

?

? ? public static void main(String[] args) {

? ? ? ? WildCardTest<String> stringWildCardTest = new WildCardTest<>();

? ? ? ? stringWildCardTest.f("");

? ? }

}?

擦除是歷史遺留問題?

java的泛型不是從jdk1.0就出現(xiàn)的，為了跟以往沒有泛型代碼的源代碼兼容，例如List被擦除為List，而普通的類型變量在未指定邊界的時候被擦除為Object，從而實現(xiàn)泛型的功能并且向后兼容。?

三. 泛型的通配符(逆變與協(xié)變)?

這是兩個賦值，一個是數(shù)組，ArrayList因為是Collection的子類，所以數(shù)組向上轉(zhuǎn)型是可以的；另一個是帶泛型的ArrayList，帶ArrayList的泛型并不能賦值給帶Collection的泛型。?

Collection[] collections = new ArrayList[]{};

//泛型會報錯

ArrayList<Collection> collections1 = new ArrayList<ArrayList>();?

逆變，協(xié)變與不變?

為什么會導(dǎo)致這樣的差異呢？這里又引出了一個概念– 逆變，協(xié)變與不變。逆變與協(xié)變用來描述類型轉(zhuǎn)換后的繼承關(guān)系。?

f(?)是逆變（contravariant）的，當(dāng)A≤B時有f(B)≤f(A)成立；

f(?)是協(xié)變（covariant）的，當(dāng)A≤B時有成立f(A)≤f(B)成立；

f(?)是不變（invariant）的，當(dāng)A≤B時上述兩個式子均不成立，即f(A)與f(B)相互之間沒有繼承關(guān)系。?

根據(jù)上面兩個賦值語句做解釋，A 是ArrayList ，B是Collection，所以B > A,這個沒有問題，然后 A[] 數(shù)組當(dāng)作f(A)，B[] 數(shù)組當(dāng)作f(B),并且A[]可以賦值給B[]數(shù)組，說明 f(B) >=f(A),符合協(xié)變原則，所以數(shù)組是協(xié)變的。? 而泛型也套用這個規(guī)則，發(fā)現(xiàn) 泛型其實是不變的。?

Java中泛型是不變的，可有時需要實現(xiàn)逆變與協(xié)變，怎么辦呢？這時，通配符?派上了用場：?

// <? extends>實現(xiàn)了泛型的協(xié)變，它意味著某種Collection或Collection子類的類型，規(guī)定了該容器持有類型的上限，它是具體的類型，只是這個類型是什么沒有人關(guān)心? 比如：

List<? extends Collection> list = new ArrayList<ArrayList>();

?

// <? super>實現(xiàn)了泛型的逆變，它意味著某種ArrayList或ArrayList父類的類型，規(guī)定了該容器持有類型的下限，比如：

List<? super ArrayList> list = new ArrayList<Collection>();??

逆變，協(xié)變的應(yīng)用?

在協(xié)變中，還是先以數(shù)組做舉例，協(xié)變中對持有對象的存入有嚴(yán)格限制：?

Collection[] collections = new ArrayList[2];

?

collections[0] = new ArrayList();

//這一步編譯沒問題。但是運行時發(fā)現(xiàn)數(shù)組里已經(jīng)定好了只能存ArrayList類型，所以會拋ArrayStoreException

collections[1] = new LinkedList();?

所以在泛型的協(xié)變中，例如ArrayList的add方法是不能調(diào)用了，在編譯期間直接報錯。?

這是ArrayList 的add,get方法定義，當(dāng)使用協(xié)變時，E e 會被直接替換成 ? extends E?

public boolean add(E e);

public E get(int index);?

具體事例：?

ArrayList<? extends Set> sets = new HashSet<>();

?

//因為 ? extends Set 編譯器不知道sets引用指向什么對象，有可能是 HashSet，可能是TreeSet，這種不確定性導(dǎo)致sets不能使用add方法。

//sets.add(new HashSet());

?

//能插入null值

sets.add(null);

?

//因為這個泛型參數(shù)的上限是Set，為了安全性，所以只返回set類型

Set set = sets.get(0);?

在逆變中，因為規(guī)定了泛型的下界，所以get set 方法的使用限制又有所不同：?

ArrayList<? super List> list = new ArrayList<Collection>();

?

//對于 add方法，只能放List或List的子類，因為list容器泛型參數(shù)都是List的父類 不會出現(xiàn)問題

list.add(new ArrayList());

//不能add HashSet

//list.add(new HashSet());

//不能add Object

//list.add(new Object());

?

//因為這個泛型參數(shù)的下限是List? ? 所以無法確定這是個什么類型，只能返回Object

Object object = list.get(0);?

無界通配符?

除了extends和super，還有一種 List<\?>這種通配符，代表著任何事物，但它與List不同的是:?

List<\Object> = List = ‘持有任何Object類型的原生List’List<\?>表示–’具有某種特定類型的非原生List，只是我們不知道那種類型是什么’。?

具體用代碼看出區(qū)別：?

ArrayList<Collection> collections2 = new ArrayList<>();

?

ArrayList<?> objects = new ArrayList<>();

//?代表持有某種特定類型 ，所以也可以是Collection，這種賦值時合法的

objects = collections2;

?

//?代表持有某種特定類型，d但是不確定具體哪種，所以只能返回Object

Object o = objects.get(0);

?

//?代表持有某種特定類型，但是什么類型編譯器并不知道，所以為了安全起見，不會讓你用add方法

//objects.add(new Object());

?

?

//可以add null

objects.add(null);

?

總結(jié)來說：?

要從泛型類取數(shù)據(jù)時，用extends；要往泛型類寫數(shù)據(jù)時，用super；既要取又要寫，就不用通配符（即extends與super都不用）。?

四. 總結(jié)?

這篇文章總結(jié)的是書里比較重要的知識點，跳過了簡單的應(yīng)用，寫了那么多，感覺總結(jié)還是很有必要的，你第一遍看書也許概念會有些懵懂，但是再記錄總結(jié)下，你會解開第一遍看書時有點么棱兩可的知識點。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[转载] JAVA泛型杂谈--擦除，协变，逆变，通配符等的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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