为什么要用通配符呢?
在java中，数组是可以协变的，比如dog extends Animal，那么Animal[] 与dog[]是兼容的。而集合是不能协变的，也就是说List<Animal>不是List<dog>的父类，这时候就可以用到通配符了。
一、基本概念：
在学习Java泛型的过程中, 通配符是较难理解的一部分. 主要有以下三类:
- 无边界的通配符(Unbounded Wildcards), 就是<?>, 比如List<?>.
无边界的通配符的主要作用就是让泛型能够接受未知类型的数据. - 固定上边界的通配符(Upper Bounded Wildcards):
使用固定上边界的通配符的泛型, 就能够接受指定类及其子类类型的数据. 要声明使用该类通配符, 采用<? extends E>的形式, 这里的E就是该泛型的上边界. 注意: 这里虽然用的是extends关键字, 却不仅限于继承了父类E的子类, 也可以代指显现了接口E的类. - 固定下边界的通配符(Lower Bounded Wildcards):
使用固定下边界的通配符的泛型, 就能够接受指定类及其父类类型的数据. 要声明使用该类通配符, 采用<? super E>的形式, 这里的E就是该泛型的下边界. 注意: 你可以为一个泛型指定上边界或下边界, 但是不能同时指定上下边界.
二、基本使用方法：
- 无边界的通配符的使用, 我们以在集合List中使用<?>为例. 如:
public static void printList(List<?> list) {
for (Object o : list) {
System.out.println(o);
}
}
public static void main(String[] args) {
List<String> l1 = new ArrayList<>();
l1.add("aa");
l1.add("bb");
l1.add("cc");
printList(l1);
List<Integer> l2 = new ArrayList<>();
l2.add(11);
l2.add(22);
l2.add(33);
printList(l2);
}
这种使用List<?>的方式就是父类引用指向子类对象.
注意, 这里的printList方法不能写成public static void printList(List<Object> list)的形式, 原因集合是不能协变的, 虽然Object类是所有类的父类, 但是List<Object>跟其他泛型的List如List<String>, List<Integer>不存在继承关系, 因此会报错.
有一点我们必须明确, 我们不能对List<?>使用add方法, 仅有一个例外, 就是add(null). 为什么呢? 因为我们不确定该List的类型, 不知道add什么类型的数据才对, 只有null是所有引用数据类型都具有的元素. 请看下面代码:
public static void addTest(List<?> list) {
Object o = new Object();
// list.add(o); // 编译报错
// list.add(1); // 编译报错
// list.add("ABC"); // 编译报错
list.add(null);
}
由于我们根本不知道list会接受到具有什么样的泛型List, 所以除了null之外什么也不能add.
还有, List<?>也不能使用get方法, 只有Object类型是个例外. 原因也很简单, 因为我们不知道传入的List是什么泛型的, 所以无法接受得到的get, 但是Object是所有数据类型的父类, 所以只有接受他可以, 请看下面代码:
public static void getTest(List<?> list) {
// String s = list.get(0); // 编译报错
// Integer i = list.get(1); // 编译报错
Object o = list.get(2);
}
- 固定上边界的通配符的使用, 我仍旧以List为例来说明:
public static double sumOfList(List<? extends Number> list) {
double s = 0.0;
for (Number n : list) {
// 注意这里得到的n是其上边界类型的, 也就是Number, 需要将其转换为double.
s += n.doubleValue();
}
return s;
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list1 = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
System.out.println(sumOfList(list1));
List<Double> list2 = Arrays.asList(1.1, 2.2, 3.3, 4.4);
System.out.println(sumOfList(list2));
}
有一点我们需要记住的是, List<? extends E>不能使用add方法, 请看如下代码:
public static void addTest2(List<? extends Number> l) {
// l.add(1); // 编译报错
// l.add(1.1); //编译报错
l.add(null);
}
原因很简单, 泛型<? extends E>指的是E及其子类, 这里传入的可能是Integer, 也可能是Double, 我们在写这个方法时不能确定传入的什么类型的数据, 如果我们调用:
List<Integer> list = new ArrayList<>();
addTest(list);
那么我们之前写的add(1.1)就会出错, 反之亦然, 所以除了null之外什么也不能add. 但是get的时候是可以得到一个Number, 也就是上边界类型的数据的, 因为不管存入什么数据类型都是Number的子类型, 得到这些就是一个父类引用指向子类对象.
- 固定下边界通配符的使用,仍以List为例:
public static void addNumbers(List<? super Integer> list) {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
list.add(i);
}
}
public static void main(String[] args) {
List<Object> list1 = new ArrayList<>();
addNumbers(list1);
System.out.println(list1);
List<Number> list2 = new ArrayList<>();
addNumbers(list2);
System.out.println(list2);
List<Double> list3 = new ArrayList<>();
// addNumbers(list3); // 编译报错
}
我们看到, List<? super E>是能够调用add方法的, 因为我们在addNumbers所add的元素就是Integer类型的, 而传入的list不管是什么, 都一定是Integer或其父类泛型的List, 这时add一个Integer元素是没有任何疑问的. 但是, 我们不能使用get方法, 请看如下代码:
public static void getTest2(List<? super Integer> list) {
// Integer i = list.get(0); //编译报错
Object o = list.get(1);
}
这个原因也是很简单的, 因为我们所传入的类都是Integer的类或其父类, 所传入的数据类型可能是Integer到Object之间的任何类型, 这是无法预料的, 也就无法接收. 唯一能确定的就是Object, 因为所有类型都是其子类型.
三、总结：
我们要记住这么几个使用原则, 有人将其称为PECS(即"Producer Extends, Consumer Super", 网上翻译为"生产者使用extends, 消费者使用super", 我觉得还是不翻译的好). 也有的地方写作"in out"原则, 总的来说就是:
1.in或者producer就是你要读取出数据以供随后使用(想象一下List的get), 这时使用extends关键字, 固定上边界的通配符. 你可以将该对象当做一个只读对象;
2.out或者consumer就是你要将已有的数据写入对象(想象一下List的add), 这时使用super关键字, 固定下边界的通配符. 你可以将该对象当做一个只能写入的对象;
3.当你希望in或producer的数据能够使用Object类中的方法访问时, 使用无边界通配符;
4.当你需要一个既能读又能写的对象时, 就不要使用通配符了.
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