Java基础教程（七十四）泛型之extends通配符：Java泛型边界突破，extends通配符如何向上突破枷锁？

一、痛点：泛型容器的类型僵化

Java泛型默认是不变(invariant) 的。这意味着List<Integer>并非List<Number>的子类型：

java

List<Integer> intList = new ArrayList<>();
List<Number> numList = intList; // 编译错误！类型不兼容

即使Integer是Number子类，其容器也无法直接赋值给父类容器引用，限制了代码复用。

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二、协变救星：<? extends T>的核心机制

<? extends T>声明了泛型的上界(upper bound) ，允许接受T及其子类型：

java

List<? extends Number> numList = new ArrayList<Integer>(); // 合法！

此时numList成为“某种Number子类的列表”，实现了协变(covariance)。

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三、安全边界：生产者(Producer)的读写限制

✅ 允许读取（安全）

java

Number num = numList.get(0); // 安全：元素必为Number子类
Integer i = (Integer) numList.get(0); // 需显式向下转型（风险自控）

❌ 禁止写入（除null）

java

numList.add(new Integer(10)); // 编译错误！
numList.add(new Double(1.0)); // 同样错误！
numList.add(null); // 唯一允许的写入操作

原因：编译器无法确定numList实际类型（可能是List<Double>），写入操作可能导致类型污染。

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四、实战示例：灵活处理异构数值集合

java

// 计算任意Number子类列表的总和
public static double sumList(List<? extends Number> list) {
    double sum = 0.0;
    for (Number num : list) { // 安全读取
        sum += num.doubleValue();
    }
    return sum;
}

// 使用示例
List<Integer> integers = Arrays.asList(1, 2, 3);
List<Double> doubles = Arrays.asList(1.5, 2.5);
System.out.println(sumList(integers)); // 输出6.0
System.out.println(sumList(doubles)); // 输出4.0

此方法可处理Integer、Double等所有Number子类的列表，无需重载。

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五、设计哲学：PECS原则中的生产者(Producer)

在PECS（Producer-Extends, Consumer-Super）原则中：

• Producer：数据来源（如上述sumList参数），使用<? extends T>
• Consumer：数据消费（如集合添加操作），需用<? super T>

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六、Java API中的经典应用

java.util.Collections的copy方法巧妙运用两者：

java

public static <T> void copy(
    List<? super T> dest, // 消费者：可写入T及其父类
    List<? extends T> src // 生产者：可读取T及其子类
) {
    for (int i = 0; i < src.size(); i++) {
        dest.set(i, src.get(i)); // 安全：src元素必是dest可接受的类型
    }
}

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结语：解锁灵活性的双刃剑

extends通配符通过协变打破泛型容器继承链的隔阂，赋予API强大灵活性，代价是写入操作的严格限制。掌握其“生产者”定位与PECS原则，方能精准驾驭泛型系统，在安全与抽象之间找到最佳平衡点。