java泛型程序设计——通配符类型+通配符的超类型限定

【0】README

0.1） 本文描述+源代码均 转自 core java volume 1， 旨在理解 java泛型程序设计 的 通配符类型+通配符的超类型限定 的知识；

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【1】通配符类型相关

1.1）通配符类型： Pair < ? extends Employee> 表示任何泛型Pair 类型， 它的类型参数是 Employee的子类 ， 如 Pair ， 但不是 Pair
1.2）问题+解决方法：

• 1.2.1）问题：假设要编写一个打印雇员对的方法， 如

public static void printBuddies(Pair<Employee> p){    Employee first = p.getFirst();    Employee second = p.getSecond();    System.out.println(first.getName() + second.getName());}

• 正如前面讲到的， 不能将 Pair< Manager > 传递给这个方法， 这一点很受限制， 因为 Pair< Manager > 不是 Pair< Employee > 的子类， 它们两个根本就没有半毛钱关系的；
• 1.2.2）解决方法：使用通配符类型：

public static void printBuddies(Pair<? extends Employee> p)

• 因为 类型 Pair< Manager>是 Pair< ? extends Employee> 的 子类型；如下图：
  

1.3）使用通配符会通过Pair< ? extends Employee > 的引用破坏Pair< Manger >吗？

• 1.3.1）看个荔枝：

Pair<Manager> m = new Pair<>(ceo, cfo);Pair<? extends Employee> m2 = m1; //OKm2.setFirst(lowlyEmployee); // compile-time error

• 1.3.2） 这可能不会引起破坏。 对 setFirst的调用有一个类型错误。 要了解其中的缘由， 请仔细看一看类型 Pair< ? extends Employee > , 其方法似乎是这样的：

? extends Employee getFirst()void setFirst(? extends Employee)

• 1.3.3）这样将不可能调用 setFirst 方法。 编译器只知道 需要某个 Employee 的子类型， 但不知道具体是 什么类型。 它拒绝传递任何特定的类型， 毕竟？ 不能用来匹配；
• 1.3.4）使用 getFirst 就不存在这个问题：将 getFirst 的返回值赋给一个 Employee 的引用完全合法。 这就是引入有限定的通配符的关键之处；

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【2】通配符的超类型限定

2.1）超类型限定， 如下所示：

? super Manager  这个通配符限制为 Manager 的所有超类型。

• 2.1.1）为什么要这样做呢？ 带有超类型的通配符行为可以为 方法提供参数， 但不能使用 返回值；

如， Pair<? super Manger> 有方法 void setFirst(? super Manager)? super Manger getFirst();

• 编译器不知道setFirst 方法的确切类型， 但是可以用任意Manger对象调用它， 而不能用 Employee对象调用。 然而， 如果调用 getFirst ， 返回的对象类型就不会得到保证， 只能吧它赋给一个 Object；

2.2）看个荔枝： 有一个经理的数组，并且想把 奖金最高和最低的经理放在一个 Pair 对象中。

• 2.2.1）Pair 的类型是什么？ 在这里 ， Pair< Employee >是合理的， Pair< Object > 也是合理的， 下面的方法将可以接收任何适当的Pair；
  

2.3）干货总结： 直观地讲，带有超类型限定的通配符可以向泛型对象写入， 带有子类型限定的通配符可以从泛型对象读取；

• 2.3.1）看个荔枝： 下面是超类型限定的另一种应用。 Comparable接口本身就是一个泛型类型，如下：

public interface Comparable<T>{    public int compareTo(T other);}

• 2.3.2） 由于 Comparable是一个泛型类型， 也许可以吧 ArrayAlg 类的min 方法做的更好一些？可以这样声明：

public static <T extends Comparable<T>> T min(T[] a)

• 看起来， 这样写比只使用T extends Comparable 更彻底， 并且对于许多类来讲， 工作得更好。例如， 如果计算一个String 数组的最小值， T就是String 类型的， 而 String 是 Comparable< String > 的子类型。

• 2.3.3）出现的问题： 当处理一个Gregorian Calender 对象的数组时， 就会出现问题：

  • GregorianCalendar 是 Calendar 的子类， 并且 Calendar 实现了 Comparable< Calendar> ， 因此 GregorianCalendar实现的是Comparable< Calendar>， 而不是 Comparable< GregorianCalendar>；

• 2.3.4）解决方法（使用超类型）：

public static <T extends Comparable<? super T>> T min(T[] a)

• 现在compareTo 方法写成： int compareTo(? super T)
• 有可能被声明为 使用类型T的对象， 也有可能使用T 的超类型（如当T是 GregorianCalendar）， 无论如何， 传递一个 T 类型的对象给 compareTo 方法都是安全的；

Conclusion）

• C1）对于新手来说， < T extends Comparable< ? super T>> 这样的声明看起来有点吓人；
• C2）因为， 这一声明的意图在于帮助应用程序员排除调用参数上的不必要的限制；
• C3）对泛型没有兴趣的coders 很可能很快就学会掩盖这些声明了， 想当然地认为库程序员做的都是正确的；
• C4）如果是一名库程序员， 一定要习惯于通配符， 否则， 就会受到用户的责备， 还要在代码中随意地添加强制类型转换直到代码可以编译；