泛型协变与逆变精讲：? extends vs ? super 的写入权限差异全对比

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 ``）用于限定泛型参数的下界，表示接受类型 `T` 或其任意超类。这种通配符常用于支持协变操作，尤其是在集合写入场景中。然而，尽管 `` 允许向容器中添加 `T` 类型的对象，它对读取操作施加了严格的限制。

通配符的使用场景

• 适用于需要向泛型容器写入数据的方法
• 常见于工具方法，如 Collections.addAll()
• 不能安全地读取返回值的具体类型

代码示例与说明

// 声明一个只能写入 Number 或其子类的列表
List list = new ArrayList();

// 合法：可以添加 Integer 及其子类
list.add(42);
list.add(Integer.valueOf(10));

// 非法：无法确定返回的具体类型，编译错误
// Integer num = list.get(0); // ❌ 编译失败

// 只能以 Object 类型接收
Object obj = list.get(0); // ✅ 合法，但失去类型信息

上述代码展示了 `super` 通配符的核心特性：**写入安全，读取受限**。由于通配符掩盖了实际的泛型类型，编译器无法保证从集合中读取的元素是何种具体类型，因此只能以 Object 形式返回。

读写能力对比表

操作	是否允许	说明
add(T item)	✅ 是	可安全写入 T 类型对象
get(int index)	⚠️ 仅限 Object	返回类型为 Object，需强制转型
set(int index, T item)	✅ 是	允许替换元素

该机制的设计遵循“生产者-消费者”原则中的“消费者”模式——即主要用于接收数据的结构。开发者应合理利用此特性，在设计 API 时明确泛型边界的意图，避免类型系统被破坏。

第二章：理解 ? super T 的核心机制

2.1 协变与逆变中的类型安全原则

在类型系统中，协变（Covariance）与逆变（Contravariance）决定了子类型关系在复杂类型中的传递方式。正确应用这些规则是保障类型安全的关键。

协变：保持子类型方向

当泛型结构保持子类型关系时，称为协变。例如，在函数返回值中允许子类替代父类：

type Animal struct{}
type Dog struct{ Animal }

func GetAnimal() *Animal { return &Dog{} } // 协变允许

该代码合法，因*Dog可安全替代*Animal，符合“生产者”场景的类型安全。

逆变：反转子类型方向

参数位置常需逆变，即若B是A的子类型，则函数接收A的可接受更宽泛的输入。

变型类型	适用位置	安全性依据
协变	返回值、只读集合	产出更具体的值更安全
逆变	函数参数	接受更通用的输入更安全

2.2 ? super T 的类型边界定义与推导

在泛型编程中，`? super T` 表示一种下界通配符（lower bounded wildcard），用于限定泛型参数的类型必须是 `T` 或其任意父类型。这种机制常用于支持写入操作的场景，确保类型安全。

类型边界的语义解析

`? super T` 允许接受 `T` 类型或其所有超类的实例。例如，`List` 可以引用 `List`、`List` 或 `List