Java泛型之协变与逆变及extends与super选择

目录

• 什么是不变
• 什么是协变
• 什么是逆变
• extends 和 super
• 使用extends还是super呢

要了解协变与逆变，首先要引入：

根据 Liskov替换原则，如果C是P的子类，则P可以代替C，即 P p = new C();
C继承于P，记做为 C < P

什么是不变

如果F是不变，当 C <= P 时，那么 F(C) 和 F(P) 没有任何继承关系

除例如 Integer是 Number的子类，根据 Liskov替换原则

Number number = new Integer(1);  //correct

但是如果这样写就会报错

List<Number> list = new ArrayList<Integer>(1);  //error

虽然 Number和 Integer存在继承关系：Integer < Number, 但在Java里，泛型默认是不变的， 因此也可以看作为 List<Number> 和List<Integer> 不存在任何继承关系

什么是协变

如果F是协变的，当 C <= P 时，那么 F(C) <= F(P)

Java 提供了一个extends来将不变转为协变，例如：

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>(1);  //corrent

此时的List<? extends Number>可以看作为ArrayList<Integer>的父类

? extend Number可以看作为一个类型范围，表示Number的某一个子类

数组默认是协变的

Number[] numbers = new Integer[3]; 

什么是逆变

如果F是逆变的，当 C <= P 时，那么 F(C) >= F(P)

Java 提供了一个super来将不变转为协变，例如：

List<? super Number> list = new ArrayList<Object>(1);  //corrent

此时的 List<? super Number>可以看作为 ArrayList<Object>的父类

extends 和 super

首先，我们看看Collection.add的实现：

public interface List<E> extends Collection<E> { boolean add(E e); }

下面代码将会报错？? extends Number与Integer类型不匹配

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>(); // correct
list.add(Integer.valueOf(1));  //error

首先在调用add方法时，泛型E自动变成了<? extends Number>

第二行报错，也就是说? extends Number不是Integer的父类。这里要将 List<? extends Number>是ArrayList<Integer>的父类区分开。

? extends Number可以看作为一个类型范围中某一个类型，表示Number的某一个子类，但又没明确是哪个子类，可能是Float，可能是Short，也可能是Integer的子类（Integer被final修饰，不可能有子类，这里只是一种假设情况），它只确定了它的上界为 Number，并没有确定下界（有可能存在? extends Number< Integer），因此 ? extends Number不是Integer的父类

将上面代码稍做修改就正确了：

List<? super Number> list = new ArrayList<Object>(); // correct
list.add(Integer.valueOf(1));  //correct

首先因为逆变，List<? super Number>是ArrayList<Object>的父类，第一行正确。

第二行： ? super Number是Integer的父类，原因是：? super Number表示Number的某一个父类，可能是Serializable也可能是 Object 但不管是哪个，Number的父类一定是Integer的父类，因此第二行也正确

使用extends还是super呢

java.util.Collections的copy方法(JDK1.7)给了我们答案：

public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
    int srcSize = src.size();
    if (srcSize > dest.size())
        throw new IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest");

    if (srcSize < COPY_THRESHOLD ||
        (src instanceof RandomAccess && dest instanceof RandomAccess)) {
        for (int i=0; i<srcSize; i++)
            dest.set(i, src.get(i));
    } else {
        ListIterator<? super T> di=dest.listIterator();
        ListIterator<? extends T> si=src.listIterator();
        for (int i=0; i<srcSize; i++) {
            di.next();
            di.set(si.next());
        }
    }
}

• 要从泛型类取数据时，用extends；
• 要往泛型类写数据时，用super；
• 既要取又要写，就不用通配符（即extends与super都不用）

private static <E> E getFirst(List<? extends E> list){
    return list.get(0);
}

private static <E> void setFirst(List<? super E> list, E firstElement){
    list.add(firstElement);
}

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    setFirst(list, 1);
    Number number = getFirst(list);
}

到此这篇关于Java泛型之协变与逆变及extends与super选择的文章就介绍到这了,更多相关Java泛型 内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！