Java泛型上界下界通配符舉例分析

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泛型，繼承和子類

如你所知，只要類型兼容，就可以將一種類型的對象分配給另一種類型的對象。例如，你可以指定一個整數(shù)一個對象，因為對象是一個整數(shù)的超類型：

Object someObject = new Object（）;Integer someInteger = new Integer（10）;someObject = someInteger; // 好

在面向?qū)ο蟮男g(shù)語中，這被稱為“是一種”關系。由于Integer 是一種Object，因此允許賦值。但是Integer也是一種Number，所以下面的代碼也是有效的：

public void someMethod（Number n）{/ * ... * /}someMethod（new Integer（10））; // 好someMethod（new Double（10.1））; // 好

泛型也是如此。您可以執(zhí)行泛型類型調(diào)用，將Number作為其類型參數(shù)傳遞，如果參數(shù)與Number兼容，則允許任何后續(xù)的add調(diào)用：

Box <Number> box = new Box <Number>（）;box.add（new Integer（10））; // 好box.add（new Double（10.1））; // 好

現(xiàn)在考慮以下方法：

public void boxTest（Box <Number> n）{/ * ... * /}

它接受什么類型的論據(jù)？通過查看其簽名，您可以看到它接受一個類型為Box<Number>的參數(shù)。但是，這是什么意思？您是否可以按照您的預期傳遞Box<Integer>或Box<Double>？答案是“否”，因為Box<Integer>和Box<Double>不是Box<Number>的子類型。

這是在使用泛型編程時一個常見的誤解，也是一個需要學習的重要概念。

Box<Integer>不是Box<Number>的子類型，即使Integer是Number的子類型。

注意：給定兩個具體類型 A 和 B（例如，Number和Integer），MyClass<A> 與 MyClass<B>無關，無論 A 和 B 是否相關。MyClass<A> 和 MyClass<B> 的公共父是Object。

有關如何在類型參數(shù)相關時在兩個泛型類之間創(chuàng)建類似子類型關系的信息，請參閱下面的通配符和子類型一節(jié)。

泛型類和子類型化

您可以通過擴展(extends)泛型類或?qū)崿F(xiàn)(implements)泛型接口來對其進行子類型化。一個類或接口的類型參數(shù)與另一個類或接口的類型參數(shù)之間的關系由extends和implements子句確定。

使用Collections類作為示例，ArrayList<E> 實現(xiàn) List<E>，List<E> 擴展Collection<E>。所以 ArrayList<String>是List<String>的子類型，它是Collection<String>的子類型。只要不改變類型參數(shù)，就會在類型之間保留子類型關系。

顯示Collection層次結(jié)構(gòu)示例的圖表：ArrayList<String>是 List<String>的子類型，二者都是Collection<String>的子類型。

現(xiàn)在假設我們想要定義我們自己的列表接口PayloadList，它將可選值泛型類型參數(shù)P的與每個元素相關聯(lián)。它的聲明可能如下：

interface PayloadList<E,P> extends List<E> {void setPayload(int index, P val);...}

PayloadList的以下參數(shù)化是List<String>的子類型：

PayloadList<String,String>PayloadList<String,Integer>PayloadList<String,Exception>

PayLoadList層次結(jié)構(gòu)的示意圖：PayloadList<String，String>是List<String>的子類型，它是Collection<String>的子類型。 在PayloadList<String，String>的相同級別是PayloadList <String，Integer>和PayloadList<String，Exceptions>。

通配符和子類型

如 泛型，繼承和子類一節(jié)中所述，泛型類之間或接口之間幾乎并不因它們的類型參數(shù)而相關。但是，您可以使用通配符在泛型類或接口之間創(chuàng)建關系。

給定以下兩個常規(guī)（非泛型）類：

class A { /* ... */ }class B extends A { /* ... */ }

編寫以下代碼是合理的：

B b = new B（）;A a = b;

此示例顯示常規(guī)類的繼承遵循此子類型規(guī)則：如果B擴展A，則類B是類A的子類型。此規(guī)則不適用于泛型類型：

List<B> lb = new ArrayList<>();List<A> la = lb; //編譯時錯誤

鑒于Integer是Number的子類型，List<Integer> 和 List<Number> 之間的關系是什么？

盡管Integer是Number的子類型，但List<Integer>不是List<Number>的子類型，實際上，這兩種類型不相關。List<Number>和 List<Integer> 的公共父是 List<?>。

上界(extends)的通配符與下界(super)通配符

為了在這些類之間創(chuàng)建關系以便代碼可以通過 List<Integer> 的元素訪問Number的方法，請使用上界的通配符：

List<? extends Integer> intList = new ArrayList<>();List<? extends Number> numList = intList; // OK, List<？extends Integer>是 List< ? extends Number>的子類型

因為Integer是Number的子類型，而numList是Number對象的列表，所以intList（是一個Integer對象列表）和numList之間現(xiàn)在存在關系。下圖顯示了使用上限和下限通配符聲明的多個 List 類之間的關系。

通配符使用指南

學習使用泛型編程時，更令人困惑的一個方面是確定何時使用上限有界通配符以及何時使用下限有界通配符。本文提供一些設計代碼時要遵循的一些準則。

為討論方便，認為變量具備兩個功能：

一個“In”變量

“in”變量向代碼提供數(shù)據(jù)。想象一下帶有兩個參數(shù)的復制方法：copy（src，dest）。該SRC參數(shù)提供的數(shù)據(jù)被復制，因此它是“in”參數(shù)。

一個“Out”變量“out”變量保存數(shù)據(jù)以供其他地方使用。在復制示例中，copy（src，dest），dest參數(shù)接受數(shù)據(jù)，因此它是“out”參數(shù)。

當然，一些變量既用于“in”又用于“out”目的 - 這種情況也在本文中也用到了。

在決定是否使用通配符以及適合使用哪種類型的通配符時，可以使用“in”和“out”原則。以下列表提供了遵循的準則：

通配符指南：

使用extends關鍵字, 定義帶有上界通配符的“in”變量。  使用super關鍵字，使用下界通配符定義“out”變量。  在可以使用Object類中定義的方法訪問“in”變量的情況下，使用無界通配符。  在代碼需要作為“in”和“out”變量訪問變量的情況下，不要使用通配符。

這些指南不適用于方法的返回類型。應該避免使用通配符作為返回類型，因為它強制程序員使用代碼來處理通配符。

List<? extends ...> 可以被非正式地認為是只讀的，但這不是一個嚴格的保證。假設您有以下兩個類：

class NaturalNumber {private int i;public NaturalNumber(int i) { this.i = i; }// ...}class EvenNumber extends NaturalNumber {public EvenNumber(int i) { super(i); }// ...}

請考慮以下代碼：

List<EvenNumber> le = new ArrayList<>();List<? extends NaturalNumber> ln = le;ln.add(new NaturalNumber(35)); // compile-time error //編譯時錯誤

因為List<EvenNumber>是List<? extends NaturalNumber>，您可以賦值le給ln。但是你不能使用ln將自然數(shù)添加到偶數(shù)列表中。列表中的以下操作是可能的：

您可以添加null。  你可以調(diào)用清除。  您可以獲取迭代器并調(diào)用remove。  您可以捕獲通配符并寫入從列表中讀取的元素。

你可以看到List<? extends NaturalNumber>在嚴格意義上不是只讀的，但您可能會這樣想，因為您無法存儲新元素或更改列表中的現(xiàn)有元素。

到此，相信大家對“Java泛型上界下界通配符舉例分析”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關內(nèi)容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！

本文名稱：Java泛型上界下界通配符舉例分析
標題路徑：http://muchs.cn/article12/geohdc.html

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