面向问题编程——Java泛型

Java中的泛型历来烧脑，从Object到上界下界修罗界，各种神奇的编译错误让泛型编程痛苦不堪。在这篇里，我总结一下泛型声明方式。

最原始的泛型方式——抄袭Object！

Java中，一切对象基于Object。所以，当没有泛型可用的远古时代，一切泛型，都通过Object来实现。首先让我们设计一个与相同类型的对象对比的接口。

// 使用Object作为基类完成泛型
interface Cmp_0 {
int compareTo(Object o);
}

这样的方法确实极为简单。可是问题是显然的，参数o的类型无法保障，随时传进来一个鬼东西，触发异常。

简单泛型——TTT

为了解决上述的问题，不妨把C++的泛型语法借鉴过来，一个T简明易懂。

// 最简单的泛型方式
interface Cmp_1<T> {
int compareTo(T o);
}

这样，我们就能解决比较对象不一致的问题了。可是这就解决了所有问题了吗？

类型限制+一致性——extends

参见下面的场景：我想声明一个只能储存Classed及其子类型的类Party，并且所有Classed类型的对象都是同一种子类型的。说人话就是：同一阶级的人组成党派。

一个自然地想法是使用Classed来声明成员变量。

class Party_0 {
// 领袖
private Classed leader;
// getters, settters
}

然而这会滋生一个问题，比如一个无产阶级的党派可以设置资本家作为领袖，这种Naive的事情不能发生。而现在的泛型方式，虽然能够保证类型的一致，但是不能保证这个类型是Classed子类。

class Party_1<T> {
// 领袖
private T leader;
// getters, setters
}

直接通过父类声明，可以解决继承的限制；通过泛型，可以解决类型的一致性问题。它们结合起来呢？

Java用

extends

关键字来的表明两个类的继承关系，这里Java讲这种关系延伸到了泛型之中。因为泛型类基于

extends

后面的类，所以称这种声明为上界。

针对刚才的问题，我们写如下的代码 ：

// T必须是Classed或者其子类
class Party_2<T extends Classed> {
private T leader;
}

通过描述T和Classed关系，保证了任何T都是Classed的子类，并且leader一定是类型T的，这样就解决了对类型限制和一致性的问题。

下界为子而生——super

然而只有上界还是不够的。让我们来看这样一个问题。

任何游戏都基于CF，而基于CF的游戏，他们的粉(nao)丝(can)喜欢撕逼。也就是说，它们是Sibiable的。

// 可撕逼的
interface Sibiable<T> {
// 对啦，撕逼能有什么结果呢？笑了
void sibi(T sb);
}

// 游戏起源CF
class Cf implements Sibiable<Cf> {
}

// DNF以F结尾，抄袭CF
class DNF extends Cf {
}

当然，能撕逼的不仅仅有游戏，还有动漫。任何动漫都是来源于《喜羊羊(HappyShit)》的，所有的动漫，也都可以撕逼。

// 动漫屎祖喜羊羊
class HappyShit implements Sibiable<HappyShit> {
}

// 黄段子当然也抄袭了喜羊羊
class YellowSegments extends HappyShit {
}

如果我们需要编写一个列表，来记录下所有可以撕逼的东西怎么办呢？利用刚才上界，我们可以写出这样的代码。

class SibiList_0<T extends HappyShit> {
}
class SibiList_1<T extends Cf> {
}

然而这并不满足我们的需求。我们脑洞大开一下，使用一个嵌套的约束呢？

class SibiList_2<T extends Sibiable<T>> {
}

我们很容易发现，这样做除了Cf、HappyShit两个基类外，他们任何的子类都不能添加进去！因为他们子类实现的是Sibiable<Cf>接口或者Sibiable<HappyShit>，而类的要求是必须要实现自身作为参数的Sibiable接口。

如果一个类Self实现了Sibiable<Self>，那么它的子类都实现了这个接口。Self这个类，与它的子类是超类与子类的关系，也就是

super

。那么将这种关系推广到泛型之中不就好了嘛？于是我们有了这样的代码：

class SibiList_3<T extends Sibiable<? super T>> {
}

这里的?就是对一个泛型的使用。从内向外理解一下就是：

首先要一个类它是T的超类，这个类作为Sibiable的参数类型。而T是这个Sibiable的子类。说人话就是：T的父类实现了Sibiable<自身>的接口。

总结

Java的泛型机制从最原始的Object到最终的上下界限制，不断优化迭代，使用更复杂的语法，使之更符合需求。