java中super()_Java 泛型中 extends 和 super 的区别是什么?
<? extends T> 和 <? super T> 是 Java 泛型中的 “通配符(Wildcards)” 和 “边界(Bounds)” 的概念。
<? extends T>:是指 “上界通配符(Upper Bounds Wildcards)”。
<? super T>:是指 “下界通配符(Lower Bounds Wildcards)”。
为什么要用通配符和边界?
使用泛型的过程中,经常出现一种很别扭的情况。比如按照题主的例子,我们有 Fruit 类,和它的派生类 Apple 类。
class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}
然后有一个最简单的容器:Plate 类。盘子里可以放一个泛型的“东西”。我们可以对这个东西做最简单的“放”和“取”的动作:set() 和 get() 方法。
class Plate<T>{private T item;public Plate(T t){item=t;}public void set(T t){item=t;}public T get(){return item;}
}
现在我定义一个“水果盘子”,逻辑上水果盘子当然可以装苹果。
Plate<Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());
但实际上 Java 编译器不允许这个操作。会报错,“装苹果的盘子”无法转换成“装水果的盘子”。
error: incompatible types: Plate<Apple> cannot be converted to Plate<Fruit>
所以我的尴尬症就犯了。实际上,编译器脑袋里认定的逻辑是这样的:
苹果 IS-A 水果
装苹果的盘子 NOT-IS-A 装水果的盘子
所以,就算容器里装的东西之间有继承关系,但容器之间是没有继承关系的。所以我们不可以把 Plate 的引用传递给 Plate。
为了让泛型用起来更舒服,Sun 的大脑袋们就想出了 <? extends T> 和 <? super T> 的办法,来让”水果盘子“和”苹果盘子“之间发生关系。
什么是上界?
下面代码就是“上界通配符(Upper Bounds Wildcards)”:
Plate<?extends Fruit>
如果把 Fruit 和 Apple 的例子再扩展一下,食物分成水果和肉类,水果有苹果和香蕉,肉类有猪肉和牛肉,苹果还有两种青苹果和红苹果。
//Lev 1classFood{}//Lev 2classFruitextendsFood{}classMeatextendsFood{}//Lev 3
classAppleextendsFruit{}
classBananaextendsFruit{}
classPorkextendsMeat{}
classBeefextendsMeat{}//Lev 4
classRedAppleextendsApple{}
classGreenAppleextendsApple{}
在这个体系中,下界通配符 Plate<?extends Fruit> 覆盖下图中蓝色的区域。
什么是下界?
相对应的,“下界通配符(Lower Bounds Wildcards)”:
1Plate<? super Fruit>
表达的就是相反的概念:一个能放水果以及一切是水果基类的盘子。Plate<?super Fruit> 是 Plate<Fruit> 的基类,但不是 Plate<Apple> 的基类。对应刚才那个例子,Plate<?super Fruit> 覆盖下图中红色的区域。
上下界通配符的副作用
边界让 Java 不同泛型之间的转换更容易了。但不要忘记,这样的转换也有一定的副作用。那就是容器的部分功能可能失效。
还是以刚才的 Plate 为例。我们可以对盘子做两件事,往盘子里 set() 新东西,以及从盘子里 get() 东西。
class Plate<T>{private T item;public Plate(T t){item=t;}public void set(T t){item=t;}public T get(){return item;}
}
上界 <? extends T> 不能往里存,只能往外取。
<? extends Fruit> 会使往盘子里放东西的 set() 方法失效。但取东西 get() 方法还有效。比如下面例子里两个 set() 方法,插入 Apple 和 Fruit 都报错。
Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());//不能存入任何元素p.set(new Fruit()); //Errorp.set(new Apple()); //Error//读取出来的东西只能存放在Fruit或它的基类里。Fruit newFruit1=p.get();Object newFruit2=p.get();
Apple newFruit3=p.get(); //Error
原因是编译器只知道容器内是 Fruit 或者它的派生类,但具体是什么类型不知道。可能是 Fruit?可能是 Apple?也可能是 Banana,RedApple,GreenApple?编译器在看到后面用 Plate 赋值以后,盘子里没有被标上有“苹果”。而是标上一个占位符:CAP#1,来表示捕获一个 Fruit 或 Fruit 的子类,具体是什么类不知道,代号 CAP#1。然后无论是想往里插入 Apple 或者 Meat 或者 Fruit 编译器都不知道能不能和这个 CAP#1 匹配,所以就都不允许。
所以通配符 <?> 和类型参数的区别就在于,对编译器来说所有的 T 都代表同一种类型。比如下面这个泛型方法里,三个 T 都指代同一个类型,要么都是 String,要么都是 Integer。
public <T> List<T> fill(T... t);
但通配符 <?> 没有这种约束,Plate<?> 单纯的就表示:盘子里放了一个东西,是什么我不知道。
所以题主问题里的错误就在这里,Plate<?extends Fruit> 里什么都放不进去。
下界 <? super T> 不影响往里存,但往外取只能放在 Object 对象里。
使用下界 <? super Fruit> 会使从盘子里取东西的 get() 方法部分失效,只能存放到 Object 对象里。set() 方法正常。
Plate<? super Fruit> p=new Plate<Fruit>(new Fruit());//存入元素正常p.set(new Fruit());p.set(new Apple());//读取出来的东西只能存放在Object类里。Apple newFruit3=p.get(); //ErrorFruit newFruit1=p.get(); //Error
Object newFruit2=p.get();
因为下界规定了元素的最小粒度的下限,实际上是放松了容器元素的类型控制。既然元素是 Fruit 的基类,那往里存粒度比 Fruit 小的都可以。但往外读取元素就费劲了,只有所有类的基类 Object 对象才能装下。但这样的话,元素的类型信息就全部丢失。
PECS 原则
最后看一下什么是 PECS(Producer Extends Consumer Super)原则,已经很好理解了:
- 频繁往外读取内容的,适合用上界 Extends。
- 经常往里插入的,适合用下界 Super。
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