揭秘泛型中? super T的写入规则：3个案例让你彻底明白边界约束

第一章：泛型 super 通配符的写入限制

在Java泛型编程中，`super` 通配符（即 `? super T`）用于指定类型参数的下界，允许泛型容器接受 `T` 类型或其任意超类。尽管这种设计增强了灵活性，但对写入操作施加了严格的限制。

写入操作的安全性控制

使用 `? super T` 声明的集合可以安全地写入 `T` 类型的实例，因为编译器能确保目标容器至少能容纳 `T` 及其子类。然而，读取操作返回的对象只能被当作 `Object` 类型处理，无法保证具体子类型。 例如：

List list = new ArrayList();
list.add(42);                    // 合法：Integer 是 Number 的子类
list.add(new Object());          // 编译错误：Object 不是 Integer 的超类约束下的合法写入

上述代码中，虽然 `list` 实际上是 `ArrayList`，但由于声明为 `? super Integer`，只能向其中添加 `Integer` 或其子类实例。

常见应用场景

该特性常用于支持协变的数据消费场景，如集合工具方法中的 `Collections.fill()` 或自定义的批量添加逻辑。

• 适用于需要向泛型集合写入特定类型元素的场景
• 保障类型安全的同时提升API的通用性
• 避免运行时 `ClassCastException` 风险

通配符类型	允许写入	允许读取
? super T	T 及其子类	仅 Object
? extends T	不允许	T 及其子类

正确理解 `super` 通配符的写入限制，有助于编写更安全、灵活的泛型代码。

第二章：理解 ? super T 的核心机制

2.1 从协变与逆变看通配符的设计哲学

Java 泛型中的通配符设计深刻体现了类型系统中协变与逆变的权衡。通过 ? extends T 和 ? super T，语言在保证类型安全的前提下提供了灵活的子类型关系表达。

协变：生产者使用 extends

List<? extends Number> numbers = new ArrayList<Integer>();
Number n = numbers.get(0); // 安全：只能读取

? extends Number 表示未知的 Number 子类型，适用于数据读取场景，符合“生产者”角色，但禁止写入以防止类型污染。

逆变：消费者使用 super

List<? super Integer> ints = new ArrayList<Number>();
ints.add(42); // 安全：可写入
Object o = ints.get(0); // 只能向上转型为 Object

? super Integer 允许接受 Integer 及其父类型，适合“消费者”场景，支持写入但读取受限。

通配符	写入	读取	使用场景
? extends T	否	是（作为T）	生产者
? super T	是	是（作为Object）	消费者

2.2 ? super T 的类型边界定义与编译器视角

下界通配符的语义解析

`? super T` 是泛型中的下界通配符，表示类型参数可以是 T 或其任意超类。该约束主要用于写入操作，确保容器能安全接收 T 类型实例。

编译器的类型推断行为

当方法形参声明为 List<? super Integer> 时，编译器允许向列表中添加 Integer 及其子类型，但读取时只能以 Object 类型引用。

public void addNumbers(List list) {
    list.add(100);           // 合法：可安全写入
    Object value = list.get(0); // 仅能以 Object 接收
}

上述代码中，? super Integer 允许传入 List<Integer>、List<Number> 或 List<Object>，体现了协变写入的安全性。编译器通过类型擦除后保留边界信息，确保在运行前完成类型检查。

2.3 为什么 super 通配符限制读取但允许特定写入

在泛型中，`` 表示通配符的下界，即容器可以持有类型 `T` 或其任意父类型。这种设计主要用于写入操作的安全控制。

写入与读取的行为差异

由于编译器无法确定实际类型的具体子类，因此从 `List` 中读取时，只能保证返回 `Object` 类型，限制了类型安全的读取。但写入时，只要对象是 `T` 类型或其子类，就能安全地存入容器。

List list = new ArrayList<Object>();
list.add(new Integer(1));   // 允许：Integer 是 Number 的子类
list.add(new Double(2.0));  // 允许：Double 是 Number 的子类
Number n = list.get(0);     // 编译错误：返回类型为 Object，无法直接转为 Number

上述代码中，`add` 操作被允许是因为所有 `Number` 子类都能安全地放入声明为 `super Number` 的列表中。而 `get` 返回的是 `Object`，必须强制转换才能使用，存在类型风险。

PECS 原则的应用

根据“Producer Extends, Consumer Super”原则，当集合用于消费元素（写入）时，应使用 `super`，确保数据可以安全注入。

2.4 PECS 原则在写入场景中的具体体现

在泛型集合的写入操作中，PECS（Producer Extends, Consumer Super）原则的核心在于合理使用通配符以确保类型安全。当向集合写入数据时，该集合应作为“消费者”，此时应使用 `` 形式。

写入场景下的泛型设计

使用 `super` 限定可写入的类型范围，允许存入 T 类型或其子类型的对象：

public static void addNumbers(List list) {
    list.add(100);
    list.add(200);
}

上述方法接受 `List`、`List` 或 `List