Java语法--通配符的上界通配符和下界通配符

更新时间:2023-08-02 06:14:14 阅读: 评论:0

Java语法--通配符的上界通配符和下界通配符
<? extends T>和<? super T>是Java泛型中的“通配符(Wildcards)”和“边界(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)”
为什么要⽤通配符和边界?
使⽤泛型的过程中,经常出现⼀种很别扭的情况。⽐如按照题主的例⼦,我们有Fruit类,和它的派⽣类类。
嘴唇怎么画class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}
然后有⼀个最简单的容器:Plate类。盘⼦⾥可以放⼀个泛型的“东西”。我们可以对这个东西做最简单的“放”和“取”的动作:t( )和get( )⽅法。
class Plate<T>{
private T item;
public Plate(T t){item=t;}
public void t(T t){item=t;}
public T get(){return item;}
}
现在我定义⼀个“⽔果盘⼦”,逻辑上⽔果盘⼦当然可以装。
Plate<Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());
但实际上Java编译器不允许这个操作。会报错,“装苹果的盘⼦”⽆法转换成“装⽔果的盘⼦”。
error: incompatible types: Plate<Apple> cannot be converted to Plate<Fruit>
所以我的尴尬症就犯了。实际上,编译器脑袋⾥认定的逻辑是这样的:
苹果 IS-A ⽔果
装苹果的盘⼦ NOT-IS-A 装⽔果的盘⼦
所以,就算容器⾥装的东西之间有继承关系,但容器之间是没有继承关系的。所以我们不可以把Plate的引⽤传递给Plate。
为了让泛型⽤起来更舒服,Sun的⼤脑袋们就想出了<? extends T>和<? super T>的办法,来让”⽔果盘⼦“和”苹果盘⼦“之间发⽣关系。
什么是上界?
下⾯代码就是“上界通配符(Upper Bounds Wildcards)”:
Plate<? extends Fruit>
翻译成⼈话就是:⼀个能放⽔果以及⼀切是⽔果派⽣类的盘⼦。再直⽩点就是:啥⽔果都能放的盘⼦。这和我们⼈类的逻辑就⽐较接近了。Plate<? extends Fruit>和Plate<Apple>最⼤的区别就是:Plate<? extends Fruit>是Plate<Fruit>以及Plate<Apple>的基类。直接的好处就是,我们可以⽤“苹果盘⼦”给“⽔果盘⼦”赋值了。
Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());
如果把Fruit和Apple的例⼦再扩展⼀下,⾷物分成⽔果和⾁类,⽔果有苹果和⾹蕉,⾁类有猪⾁和⽜⾁,苹果还有两种青苹果和红苹果。
//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生机勃勃的意思
class RedApple extends Apple{}
class GreenApple extends Apple{}
在这个体系中,下界通配符 Plate<? extends Fruit> 覆盖下图中蓝⾊的区域。
民主测评表
什么是下界?
相对应的,“下界通配符(Lower Bounds Wildcards)”:
Plate<? super Fruit>
表达的就是相反的概念:⼀个能放⽔果以及⼀切是⽔果基类的盘⼦。Plate<? super Fruit>是Plate<Fruit>的基类,但不是Plate<Apple>的基类。对应刚才那个例⼦,Plate<? super Fruit>覆盖下图中红⾊的区域。
上下界通配符的副作⽤
新世界出版社
边界让Java不同泛型之间的转换更容易了。但不要忘记,这样的转换也有⼀定的副作⽤。那就是容器的部分功能可能失效。
生死攸关还是以刚才的Plate为例。我们可以对盘⼦做两件事,往盘⼦⾥t()新东西,以及从盘⼦⾥get()东西。
class Plate<T>{
private T item;
public Plate(T t){item=t;}
public void t(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>会使往盘⼦⾥放东西的t( )⽅法失效。但取东西get( )⽅法还有效。⽐如下⾯例⼦⾥两个t()⽅法,插⼊Apple和Fruit
都报错。
Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());
//不能存⼊任何元素
p.t(new Fruit());    //Error
p.t(new Apple());    //Error
//读取出来的东西只能存放在Fruit或它的基类⾥。
Fruit ();
Object ();
Apple ();    //Error
原因是编译器只知道容器内是Fruit或者它的派⽣类,但具体是什么类型不知道。可能是Fruit?可能是Apple?也可能是
Banana,RedApple,GreenApple?编译器在看到后⾯⽤Plate赋值以后,盘⼦⾥没有被标上有“苹果”。⽽是标上⼀个占位符:
CAP#1,来表⽰捕获⼀个Fruit或Fruit的⼦类,具体是什么类不知道,代号CAP#1。然后⽆论是想往⾥插⼊Apple或者Meat或者Fruit编
译器都不知道能不能和这个CAP#1匹配,所以就都不允许。
所以通配符<?>和类型参数的区别就在于,对编译器来说所有的T都代表同⼀种类型。⽐如下⾯这个泛型⽅法⾥,三个T都指代同⼀个类型,要么都是String,要么都是Integer。
public <T> List<T> t);
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但通配符<?>没有这种约束,Plate<?>单纯的就表⽰:盘⼦⾥放了⼀个东西,是什么我不知道。
所以题主问题⾥的错误就在这⾥,Plate<? extends Fruit>⾥什么都放不进去。
下界<? super T>不影响往⾥存,但往外取只能放在Object对象⾥
使⽤下界<? super Fruit>会使从盘⼦⾥取东西的get( )⽅法部分失效,只能存放到Object对象⾥。t( )⽅法正常。
Plate<? super Fruit> p=new Plate<Fruit>(new Fruit());
//存⼊元素正常
p.t(new Fruit());
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p.t(new Apple());
//读取出来的东西只能存放在Object类⾥。
Apple ();    //Error
Fruit ();    //Error
Object ();
因为下界规定了元素的最⼩粒度的下限,实际上是放松了容器元素的类型控制。既然元素是Fruit的基类,那往⾥存粒度⽐Fruit⼩的都可以。但往外读取元素就费劲了,只有所有类的基类Object对象才能装下。但这样的话,元素的类型信息就全部丢失。
PECS原则
创业的三要素最后看⼀下什么是PECS(Producer Extends Consumer Super)原则,已经很好理解了:
频繁往外读取内容的,适合⽤上界Extends。
经常往⾥插⼊的,适合⽤下界Super。

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