Java泛型中的PECS原则是什么
本篇内容介绍了“Java泛型中的PECS原则是什么”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
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先来看一个错误:
List extends Foo> list1 = new ArrayList(); List extends Foo> list2 = new ArrayList (); /* Won't compile */ list2.add( new Foo() ); //error 1 list1.addAll(list2); //error 2
error 1:
IntelliJ says:
add(capture extends Foo>) in List cannot be applied to add(Foo)
The compiler says:
cannot find symbol symbol : method addAll(java.util.List) location: interface java.util.List
error 2:
IntelliJ gives me
addAll(java.util.Collection extends capture extends Foo>>) in List cannot be applied to addAll(java.util.List>)
Whereas the compiler just says
cannot find symbol symbol : method addAll(java.util.List) location: interface java.util.List list1.addAll(list2);
上面原因出现分析如下:
泛型不是协变的
在 Java 语言中,数组是协变的,也就是说,如果 Integer 扩展了 Number,那么不仅 Integer 是 Number,而且 Integer[] 也是 Number[],在要求 Number[] 的地方完全可以传递或者赋予 Integer[]。(更正式地说,如果 Number是 Integer 的超类型,那么 Number[] 也是 Integer[]的超类型)。但是在泛型类型中 List< Number> 不是 List< Integer> 的超类型,也就是说在需要 List< Number> 的地方不能传递 List< Integer>。为啥呢?如果不这么做,将破坏要提供的类型安全泛型。
泛型是为了在编译期,检查参数类型的是否正确。如果子类赋值给超类,将破坏了类型安全
对于数组来说,String[] 是可以赋值给Object[]:
public class Test { public static void main(String[] args) { String[] strArray = new String[3]; Object[] objArray = strArray; } }
集合这么写就会有编译错误:
public class Test { public static void main(String[] args) { ListstrList = new ArrayList<>(); // 编译 Error:(14, 32) java: 不兼容的类型: java.util.List 无法转换为java.util.List List
PECS法则
在泛型不是协变中提到,在使用 List< Number> 的地方不能传递 List< Integer>,那么有没有办法能让他两兼容使用呢?答案是:有,可以使用通配符。
主要是 extends 和 super 关键字。比如:
HashMap< T extends String>; HashMap< ? extends String>; HashMap< T super String>; HashMap< ? super String>;
主要涉及的是Java泛型中重要的PECS法则:
? extends T
类型的上界是 T,参数化类型可能是 T 或 T 的子类:
public class Test { static class Food {} static class Fruit extends Food {} static class Apple extends Fruit {} public static void main(String[] args) throws IOException { List extends Fruit> fruits = new ArrayList<>(); fruits.add(new Food()); // compile error fruits.add(new Fruit()); // compile error fruits.add(new Apple()); // compile error // 以上是因为 fruits 的上线是fruit 可以指向各种子类型水果,你添加的可能跟他指向不同! fruits = new ArrayList(); // compile success Java中的多态 fruits = new ArrayList (); // compile success Java中的多态 fruits = new ArrayList (); // compile error 太超前了 fruits = new ArrayList extends Fruit>(); // compile error: 通配符类型无法实例化 Java 强制规定 Fruit object = fruits.get(0); // compile success } }
存入数据:
赋值是参数化类型为 Fruit 的集合和其子类的集合都可以成功 用的是Java中的多态,Java规定通配符类型无法实例化 比如 new ArrayList extends Fruit>()。
编译器会阻止将Strawberry(草莓)类加入fruits。在向fruits中添加元素时,编译器会检查类型是否符合要求。因为编译器只知道fruits是Fruit某个子类的List,但并不知道这个子类具体是什么类,为了类型安全,只好阻止向其中加入任何子类。
那么可不可以加入Fruit呢?很遗憾,也不可以。事实上,不能往使用了
? extends
的数据结构里写入任何的值。
读取数据
但是,由于编译器知道它总是Fruit的子类型,因此我们总可以从中读取出Fruit对象:
Fruit fruit = fruits.get(0);
? super T
表示类型的下界是 T,参数化类型可以是 T 或 T 的超类:
public class Test { static class Food {} static class Fruit extends Food {} static class Apple extends Fruit {} public static void main(String[] args) throws IOException { List super Fruit> fruits = new ArrayList<>();// 表示 一定是大于等于Fruit 类 fruits.add(new Food()); // compile error fruits.add(new Fruit()); // compile success // 多态的添加 fruits.add(new Apple()); // compile success fruits = new ArrayList(); // compile success fruits = new ArrayList (); // compile error fruits = new ArrayList (); // compile success fruits = new ArrayList super Fruit>(); // compile error: 通配符类型无法实例化 Fruit object = fruits.get(0); // compile error } }
存入数据:
super 通配符类型同样不能实例化 new ArrayList super Fruit>() ,Fruit 和其超类的集合均可赋值
这里 add 时 Fruit 及其子类均可成功,为啥呢?因为已知 fruits 的参数化类型必定是 Fruit 或其超类 T,那么 Fruit 及其子类肯定可以赋值给 T。
出于对类型安全的考虑,我们可以加入Apple对象或者其任何子类(如RedApple)对象(因为编译器会自动向上转型),但由于编译器并不知道List的内容究竟是Apple的哪个超类,因此不允许加入特定的任何超类型。
因为你传入的可能是各种超类,所以 在get的时候是无法确定变量类型的,因此无法get 。只能用Object 基类
读取数据
Object fruit = apples.get(0);
PECS原则总结
从上述两方面的分析,总结PECS原则如下:
如果要从集合中读取类型T的数据,并且不能写入,可以使用 ? extends 通配符;(Producer Extends)
如果要从集合中写入类型T的数据,并且不能读取,可以使用 ? super 通配符;(Consumer Super)
如果既要存又要取,那么就不要使用任何通配符,但是可以同时使用 extends 跟 super。
以“?”声明的集合,不能往此集合中添加元素,所以它只能作为生产者(亦即它只能被迭代)
Java强制在创建对象的时候必须给类型参数制定具体的类型,不能使用通配符,也就是说new ArrayList extends A>(),new ArrayList>()这种形式的初始化语句是不允许的。
现在再去思考最开始的问题,应该会更清楚一点
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