🐨super通配符
2021-3-10
| 2023-8-3
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泛型的继承关系：Pair<Integer>不是Pair<Number>的子类
考察下面的set方法：
传入Pair<Integer>是允许的，但是传入Pair<Number>是不允许的。
和extends通配符相反，这次希望接受Pair<Integer>类型，以及Pair<Number>、Pair<Object>，因为Number和Object是Integer的父类，setFirst(Number)和setFirst(Object)实际上允许接受Integer类型。
使用super通配符来改写这个方法：
注意到Pair<? super Integer>表示，方法参数接受所有泛型类型为Integer或Integer父类的Pair类型。
下面的代码可以被正常编译：
 
 
 
 
 
考察Pair<? super Integer>的setFirst()方法，它的方法签名实际上是：
因此，可以安全地传入Integer类型。
再考察Pair<? super Integer>的getFirst()方法，它的方法签名实际上是：
无法使用Integer类型来接收getFirst()的返回值，即下面的语句将无法通过编译：
因为如果传入的实际类型是Pair<Number>，编译器无法将Number类型转型为Integer。
注意：虽然Number是一个抽象类，我们无法直接实例化它。但是，即便Number不是抽象类，这里仍然无法通过编译。此外，传入Pair<Object>类型时，编译器也无法将Object类型转型为Integer。
唯一可以接收getFirst()方法返回值的是Object类型：
因此，使用<? super Integer>通配符表示：
  • 允许调用set(? super Integer)方法传入Integer的引用；
  • 不允许调用get()方法获得Integer的引用。
唯一例外是可以获取Object的引用：Object o = p.getFirst()。
换句话说，使用<? super Integer>通配符作为方法参数，表示方法内部代码对于参数只能写，不能读。
 
 

对比extends和super通配符

回顾一下extends通配符。作为方法参数，<? extends T>类型和<? super T>类型的区别在于：
  • <? extends T>允许调用读方法T get()获取T的引用，但不允许调用写方法set(T)传入T的引用（传入null除外）；
  • <? super T>允许调用写方法set(T)传入T的引用，但不允许调用读方法T get()获取T的引用（获取Object除外）。
一个是允许读不允许写，另一个是允许写不允许读。
 
我们来看Java标准库的Collections类定义的copy()方法：
它的作用是把一个List的每个元素依次添加到另一个List中。它的第一个参数是List<? super T>，表示目标List，第二个参数List<? extends T>，表示要复制的List。我们可以简单地用for循环实现复制。在for循环中，我们可以看到，对于类型<? extends T>的变量src，我们可以安全地获取类型T的引用，而对于类型<? super T>的变量dest，我们可以安全地传入T的引用。
这个copy()方法的定义就完美地展示了extends和super的意图：
  • copy()方法内部不会读取dest，因为不能调用dest.get()来获取T的引用；
  • copy()方法内部也不会修改src，因为不能调用src.add(T)。
这是由编译器检查来实现的。如果在方法代码中意外修改了src，或者意外读取了dest，就会导致一个编译错误：
这个copy()方法的另一个好处是可以安全地把一个List<Integer>添加到List<Number>，但是无法反过来添加：
而这些都是通过super和extends通配符，并由编译器强制检查来实现的。
 

PECS原则

何时使用extends，何时使用super？为了便于记忆，我们可以用PECS原则：Producer Extends Consumer Super。
即：如果需要返回T，它是生产者（Producer），要使用extends通配符；如果需要写入T，它是消费者（Consumer），要使用super通配符。
还是以Collections的copy()方法为例：
需要返回T的src是生产者，因此声明为List<? extends T>，需要写入T的dest是消费者，因此声明为List<? super T>。
 

无限定通配符

我们已经讨论了<? extends T>和<? super T>作为方法参数的作用。实际上，Java的泛型还允许使用无限定通配符（Unbounded Wildcard Type），即只定义一个?：
因为<?>通配符既没有extends，也没有super，因此：
  • 不允许调用set(T)方法并传入引用（null除外）；
  • 不允许调用T get()方法并获取T引用（只能获取Object引用）。
换句话说，既不能读，也不能写，那只能做一些null判断：
大多数情况下，可以引入泛型参数<T>消除<?>通配符：
<?>通配符有一个独特的特点，就是：Pair<?>是所有Pair<T>的超类：
上述代码是可以正常编译运行的，因为Pair<Integer>是Pair<?>的子类，可以安全地向上转型。
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