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java泛型中,上下界通配符(<? extends T>跟<? super T>)

2017-01-22 10:17 639 查看

背景介绍:java中的泛型,是在java5.0后才引用的,泛型,可以让我们更安全的操作容器,而不用担心出现让人非常不快的ClassCastException异常,但是泛型没有多态的概念,Sun的那群大脑袋,就想到了一个解决办法,就是上界通配符<? extends T>,跟下界通配符(<? super T>),下面就介绍一下个人对它的理解吧,

首先,我们先定义几个类:

Leve2

class Food{}

Leve2

class Fruit{}
class Meat{}

Leve3

class Apple{}
class WaterMelon{}


继承关系图如下:



然后我们定义2个不使用通配符的方法:

/**
* 不使用上界通配符
*/
public static void isUpMethod(List<Fruit> list){

}

/**
* 不使用下界通配符
*/
public static void isDownMethod(List<Fruit> list){

}


接着,我们使用2个List,放函数里面存参数:

List<Apple> apples = new ArrayList<>();

apples.add(new Apple());
apples.add(new Apple());
apples.add(new Apple());

//两个方法编译会报错
//isUpMethod(apples);
//isDownMethod(apples);

List<Fruit> fruits = new ArrayList<>();

fruits.add(new Fruit());
fruits.add(new Fruit());
fruits.add(new Fruit());

//编译通过
isUpMethod(fruits);
isDownMethod(fruits);


有同学就会问了,List的泛型指定了Fruit类型,另外一个List泛型指定了Apple肯定编译不过去啊,但是,别忘了,Apple是Fruit的子类,我们理解中 Fruit fruit = new Apple();是可行的,因为java的多态;

但是,泛型是没有多态的,它可不认为Apple是Fruit的子类,如果这样的话,为代码重用代码很大的麻烦,因为泛型只是编译级别,在运行期间,泛型是会擦除的;

PS:指定泛型集合后,往内添加的元素可以是Fruit的子类,因为会自动向上转型,触发多态

如果想isUpdownMethod或者isDownMethod函数,接收其泛型类的子类或者父类,这时候,我们就可以使用上界通配符了<? extends Fruit>跟下界通配符<? super Fruit>

我们定义一个如下函数:

/**
* 上界通配符
*/
public static void upMethod(List<? extends Fruit> list){
//编译报错
//使用通配符后,不能在往集合类中添加元素
//list.add();

//使用通配符后,是可以取出元素的
//所有取出的元素,都是上界父类元素
Fruit fruit = list.get(0);
}

/**
* 下界通配符
*/
public static void downMethod(List<? super Fruit> list){
//下界通配符可以往容器内添加元素
//但是有限制,必须是Fruit的子类或者本身,父类是添加不进去的
list.add(new Apple());

//取出元素的类型都为Object
Object object = list.get(0);
}

然后,我们试试使用往函数类传输LIST集合泛型指定是子类的集合:

List<Apple> apples = new ArrayList<>();

apples.add(new Apple());
apples.add(new Apple());
apples.add(new Apple());

List<Fruit> fruits = new ArrayList<>();

fruits.add(new Fruit());
fruits.add(new Fruit());
fruits.add(new Fruit());

List<Food> foods = new ArrayList<>();

foods.add(new Food());
foods.add(new Food());
foods.add(new Food());

//编译通过
upMethod(apples);
upMethod(fruits);

//编译通过
downMethod(fruits);
downMethod(foods);


上界通配符<? extends Fruit>

简介:

上界通配符中的上界,指的是泛型内的类型,最高是Fruit类,最低不限,只要是继承了Fruit类,都可以通过编译,这也就是为什么叫 "上界",最高类型就是Fruit类

描述:

在upMethod函数中,使用上界通配符后,限定了条件,传参对象的泛型,必须是Fruit类或者其子类,才能通过编译,否则,编译就会失败,

特性:

在使用上界通配符后,我们不能在往集合内添加元素,那是因为,虽然指定了泛型的类型是Fruit类或者其子类,但是Fruit类可能并不止一个子类,可能除了Apple外还有Banana或者Watermelon类,如果你传递进来的是Apple集合,但是往里面添加Banana,这种情况下,往外取元素的时候很大的可能性会出现异常,因为取出的元素不是Apple而是Banana.所以,避免出现这种情况,使用上界通配符后,是不能再往集合内添加元素,

可以往外取元素,所有取出的元素都是Fruit类,因为,编译器只知道是Fruit的子类,但是却不知道是具体哪个子类,所以取出的元素是最高层的类,也就是Fruit类

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下界通配符<? super Fruit>描述:

简介:

下界通配符中的下界,指的是泛型内的类型,最低是Fruit类,最高到超类Object,只要是Fruit的父类,都可以通过编译,这也就是为什么叫 "下界",因为最低是Fruit类

描述:

在downMethod函数中,使用下界通配符后,限定了条件,传参对象的泛型,必须是Fruit类或者其父类,才能通过编译,否则,编译就会失败,

特性:

可以往集合内添加元素,但是限制条件是往内添加的元素,必须是Fruit的子类,因为虽然知道是Fruit的基类 但也不知道是往上数多少级的基类 只有Fruit以及它的子类 编译器才能断定能触发多态,

可以往外取元素,但是取出来的元素都是Object,因为取出来的有可能是Food,比Fruit范围大,不能赋值给Fruit对象。只有Object可以,因为没有类比Object大。

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有人可能会问,为什么使用上界通配符后,不能往里存元素了,但是使用下界通配符能往里面存元素,原因如下:

上界通配符指定了上限,最高就是Fruit类,往里存元素,不是Fruit就是其子类啊,理论上是可以往内存的,那是因为使用上界通配符后,虽然有上限,但是没有下限啊,编译器,只知道是Fruit类或者是Fruit的子类,但是具体是哪个类型的子类,编译器也不知道,为了防止出现类型转换错误,所以,就禁止再往内添加元素(如果是我,我也会这么做,避免出现这样的情况)

下界通配符能往内存元素是因为下界通配符,规定了最小粒度的下限,是Fruit类.实际上是放松了对元素的类型控制,既然元素是Fruit类的父类,那往里存Fruit子类肯定可以的,因为Fruit的子类,也是其Fruit父类的子类,

上界通配符<? extends Fruit> 可以看成<?> 类型都不知道,肯定不让往里面添加元素,因为没有下限;也可以看成是一个可以放某种Fruit的集合,不是一个可以放任何Fruit的大杂烩集合

下界通配符<? super Fruit> 可以看成<Fruit>,确定了类型最低是Fruit,所以可以往内添加元素,但是必须是Fruit或者其子类​​​​​​​;也可以看成是一个可以放任何Fruit的集合

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总结:

上界通配符<? extends T> 指的是,引用内的泛型范围,最高是T类,最低不限

可以取元素

不能添加元素

下界通配符<? super T> 指的是,引用内的泛型范围,最低是T类,最高是超类Object

可以取元素,但是取出的元素是Object

可以添加元素,添加的元素,必须是T类或者其子类

到这,文章就结束了!

以上,均为本人理解,如果理解错误,欢迎指正

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标签:  Java javaee 泛型