先說下本篇隨筆主要涉及到的東西(參考Java編程思想一書):
1、說明 List<Fruit> 與 List<Apple> 之間為什麼是非繼承關系。
2、由 1 引出的問題說明 List<? extends Fruit> 存在的必要性。
3、說明 List<? super Fruit> 與 List<? extends Fruit> 的區別及 List<? super Fruit> 存在的必要性。
4、說明 <? extends Fruit> 與 <T extends Fruit> 區別。
5、說明 原生List 與 List<?> 區別。
6、解釋自限定泛型 class SelfBound<T extends SelfBound<T>>{ }。
下面將會用到的三個有繼承關系的類:
class Fruit { } class Apple extends Fruit { } class Orange extends Fruit{ }
一、 List<Fruit> 與 List<Apple> 之間為什麼是非繼承關系。
我認為以下兩個原因可以解釋這個問題:
1、Java中泛型是後來引入的特性,為了兼容之前的代碼,泛型是存在擦除機制的,List<Fruit> 與 List<Apple> 在擦除後的class中均為List,並不存在繼承關系。
2、從邏輯上解釋不能有繼承關系的原因:
1 public void test(List<Fruit> list) { 2 list.add(new Orange()); 3 }
在上面的代碼中,test方法接收一個List<Fruit> 類型的list,並在此list 中插入了一個Orange對象,這個方法是沒有任何問題的。現在假設List<Fruit> 與 List<Apple> 間存在繼承關系,那麼此方法可以接收一個List<Apple> 類型的list 參數作為方法的參數,然而之後在方法中就會在一個聲明是List<Apple> 的list 中插入一個 Orange 對象,這顯然是不符合邏輯的。所以 List<Fruit> 與 List<Apple> 之間應該是非繼承關系。
二、 List<? extends Fruit> 存在的必要性。
由一的介紹我們可以知道 test 方法只能只能接受 List<Fruit> 而不能接受 List<Apple> 類型的 list, 現在我想寫一個方法,既能接受List<Fruit> 又能接收 List<Apple> 類型的 List,應該怎麼做呢? 這時就要用到 List<? extends Fruit> 來實現這個功能了。
List<? extends Fruit> 表示此 list持有的對象類型是 Fruit 或者從 Fruit 導出的類型(Apple 或者 Orange),相當於為 List 持有的對象類型規定了一個上界。
我們只需將上面的test 方法改為 :
1 public class TestGen { 2 3 public void test(List<? extends Fruit> list) { 4 /*由於傳入的參數是 List<? extends Fruit> 參數的list,這個list是不能進行add 操作的。 5 list.add(new Fruit()); 6 list.add(new Orange()); 7 list.add(new Apple());*/ 8 } 9 10 public static void main(String[] args) { 11 12 List<Apple> list = new ArrayList<Apple>(); 13 List<Orange> list1 = new ArrayList<Orange>(); 14 List<Fruit> list2 = new ArrayList<Fruit>(); 15 16 TestGen tg = new TestGen(); 17 18 tg.test(list); 19 tg.test(list1); 20 tg.test(list2); 21 22 } 23 }
現在test 方法裡的參數 變為了 List<? extends Fruit> list, 在 main 方法裡可以看到此方法可以接受 List<Apple>,List<orange>,List<Fruit>多種類型的 list,實現了我們想要的功能。
但是在上述代碼的 test 方法當中我們也可以看到,作為參數傳入的 list 是不能進行 add 操作的,無論 add 的是什麼類型,這是為什麼呢?
原來由於傳入的 List 類型是 List<? extends Fruit> list, 在JDK源碼中可以看到 List的 add 方法的泛型參數就變為了 <? extends Fruit>,編譯器並不能了解這裡需要 add 的是哪個具體子類型,因此它
不會接受任何類型的Fruit,編譯器將直接拒絕對參數列表中涉及通配符的方法的調用。
那麼我們怎麼才能做到向含有通配符的泛型限制的list 中做插入操作呢? 這時我們就要用到 <? super Fruit>參數。
三、List<? super Fruit> 與 List<? extends Fruit> 的區別及 List<? super Fruit> 存在的必要性。
由二可知, 要想向含有通配符的泛型限制的list 中做插入操作, 此泛型限制必須為 <? super someClass>。 前面已經說到,List<? extends Fruit> 為此List 可以持有的對象類型規定了一個上
界,即持有的對象只能為 Fruit 或 Fruit 的子類型。 相應地, List<? super Fruit> 則為 List 可以持有的對象類型規定了一個下界,即持有的對象只能為 Fruit 或 Fruit 的超類。
因此若將 test 方法改為下面這樣,則 add 操作可以進行。
1 public void test(List<? super Fruit> list) { 2 list.add(new Fruit()); 3 list.add(new Orange()); 4 list.add(new Apple()); 5 }
因為我們可以確定 傳入 test 方法的參數至少也是一個 持有 Fruit 類型的 List,所以我們向此 list 中加入 Fruit 及Fruit 的子類型的對象是沒有任何問題的。
四、<? extends Fruit> 與 <T extends Fruit> 區別。
兩個東西應用的場景是不同的,<T extends Fruit>作用於方法或者類上,而 <? extends Fruit> 則不可以。下面舉例說明。
1 public class TestGen<T extends Fruit> { 2 private T value; 3 4 public TestGen(T value) { 5 this.value = value; 6 } 7 8 public T getValue() { 9 return value; 10 } 11 12 public void setValue(T value) { 13 this.value = value; 14 } 15 16 public <E extends Fruit> void test1(E e) { 17 System.out.println(e.getClass().getName()); 18 } 19 20 public static void main(String[] args) { 21 22 TestGen<? extends Fruit> tg = new TestGen<Fruit>(new Fruit()); 23 //由於 setValue 方法參數列表中涉及通配符(setValue方法中的 T 相當於 ? extends Fruit),setValue方法不能調用。 24 //tg.setValue(new Fruit()); 25 26 tg.test1(new Fruit()); 27 //tg.test1(new Object()); Object並不是Fruit的子類型,並不能作為參數傳入test1方法。 28 } 29 }
在代碼中可以看到,類上的限定 <T extends Fruit> 及方法上的限定 <E extends Fruit> 使得類和方法能接受的類型均為 Fruit 及 Fruit 的子類型。
五、原生List 與 List<?> 區別。
無界通配符 ? 與 原生類型看似好像是等價的,但無界通配符可以有以下含義:“我是想用Java的泛型來編寫這段代碼,我在這裡並不是要用原生類型,但是在當前這種情況下,泛型參數可以持有任何類型”。
使用無界通配符的 List<?> 要比 原生 List 要安全些。 在原生 list 中,我們可以隨意進行插入操作,可以向同一個 list 中既插入 object 對象,又插入 Fruit,Apple 對象,而 List<?> 是不允許進行 add 操作的。
六、解釋自限定泛型 class A<T extends A<T>>{ }。
在 Java 泛型中,這算是一種經常出現的慣用法,這種用法意味著 基類 (這裡的類A) 使用其導出類代替其參數,泛型基類變成了一種其所有導出類的公共公能的模板,但是這些功能對於其所有參數和返回值,將使用導出類型。
下面舉例說明。
1 class A <T extends A<T>> { 2 void set(T arg) { 3 System.out.println("in A"); 4 } 5 } 6 //泛型基類變成了一種其所有導出類的公共公能的模板 7 //導出類B和C均可調用基類的set方法,且只接受導出類對應的類型 8 class B extends A<B> { 9 10 } 11 class C extends A<C> { 12 13 } 14 public class TestGen { 15 void test2(B b1, B b2, C c1, A a1) { 16 b1.set(b2); 17 //使用自限定泛型時,在導出類中調用的set方法只接受對應的導出類型,不接受基類型和其他的導出類型 18 //b1.set(c1); 不接受其他的導出類型 19 //b1.set(a1); 不接受基類型,編譯器不能識別將類型傳遞給set的嘗試,因為沒有任何方法有這樣的 20 //簽名,實際上,這個參數已經被覆蓋 21 } 22 }