1.4--1.5.4 泛型类A<Integer>与接口Interface A<Integer>、自动装箱/拆箱Integer->int、菱形运算符<>、数组协变、通配符？

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1.4 面向对象的一个重要目标是对代码重用的支持。

1.5 利用java5泛型特性实现泛型构件

1.5.1 简单的泛型类和接口

public class GenericMemoryCell<AnyType>{
    public AnyType read(){
    	return storedValue;
    }
    public void write(AnyType x) {
		storedValue = x;
	}
    private AnyType storedValue;
}

①泛型类

当指定一个泛型类时，类的声明则包含一个或多个类型参数，这些参数被放在类名后面的一对尖括号内。

注意：AnyType 可以为String、Integer，但不能为int，必须为包装类

public interface Comparable<AnyType>{
	public int compareTo(AnyType other);
}

②泛型接口

1.5.2 自动装箱/拆箱

public class Justtest {
	public static void main(String[] args) {
		GenericMemoryCell<Integer> m = new GenericMemoryCell<Integer>();
		m.write(37);
		int val = m.read();
		System.out.println("val:"+val);
	}
}

①自动装箱：一个Int型量被传递到需要一个Integer对象的地方，那么编译器将在幕后插入一个队Integer构造方法的调用。

②自动拆箱：一个Interger对象呗放到需要int型量的地方，则编译器会在幕后插入一个队intValue方法的调用。

1.5.3 菱形运算符

GenericMemoryCell<Integer> m = new GenericMemoryCell<Integer>();

1.5.2 的这行代码可使用菱形运算符优化为

GenericMemoryCell<Integer> m = new GenericMemoryCell<>();

①Java7增加的菱形运算符：在不增加开发者负担的情况下优化代码

1.5.4 带有限制的通配符

①Java中的数组是协变的，泛型集合不是协变的。

问题：泛型（及其集合）不是协变的（但有意义），而数组是协变的。

失去协变性会使得代码缺少灵活性。

解决：使用通配符（表示参数类型的子类或者超类）

方法就是加通配符：？

具体操作我直接从这篇文章转过来了，因为写得很好：http://blog.youkuaiyun.com/yi_Afly/article/details/52071260，内容如下：

这里讨论的协变、逆变与不变都是编程语言中的概念。下面介绍定义：

若类A是类B的子类，则记作A ≦ B。设有变换f()，若：

当A ≦ B时，有f(A)≦ f(B)，则称变换f()具有协变性。
当A ≦ B时，有f(B)≦ f(A)，则称变换f()具有逆变性。
当A ≦ B时，f(A)与f(B)无关，则称变换f()具有协变性。

定义没看懂没关系，下面我们一个一个将Java中常见的f()变换，并举例说明，其中包括：

数组
泛型
方法的返回类型

3. 数组协变

设有Super和Sub两个类，且Sub继承自Super：

public class Super{}
class Sub extends Super{}

则如下代码在Java中是允许的：

Super[] sups = new Sub[];

这里的f()就是从类延伸到数组的变换，而原有的继承关系不变，所以说Java的数组是协变的。
看似合理的语言设计，其实是存在一些漏洞的。考虑下面的代码：

Object[] objs = new Integer[10];
objs[0] = "afly";

很不合理吧？但是上面的代码在编译时没有报错，只会在运行期抛出ArrayStoreException。这就是数组协变带来的静态类型漏洞：编译期无法完全保证类型安全。关于这个知乎上有些讨论。看上去Java的设计者是在程序的易用性与类型安全之间做了取舍，因为如果不支持数组协变，一些通用的方法如Arrays.sort(Object[])确实没办法正常工作。

4. 泛型不变

依然以Super和Sub为例。下面两行代码在Java中是不允许的：

List<Super> supList = new LinkedList<Sub>();  //error
List<Sub> subList = new LinkedList<Super>();  //error

可以看出，Java的泛型具有不变性。但是泛型的不变性也会带来使用上的不灵活，为此，Java使用有界类型使得泛型可以支持协变与逆变：

List<? extends Super> list = new ArrayList<Sub>();    //允许，协变性
List<? super Sub> list = new ArrayList<Super>();      //允许，逆变性

这里，我们有必要介绍一下Java泛型中的有界类型extends与super的作用。假设现在有ABCDE五个类的继承关系是A≦B≦C≦D≦E，则<? extends C>代表元素可以是C或C的子类A、B；<? super C>代表元素可以是C或C的父类D、E。

下面举例说明有界类型的应用，看Collections.copy方法的原型：

public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src);

Collections.copy完成的功能是将src中的元素复制到dest的对应位置，方法执行完后，dest对应位置的元素与src对应位置元素一致（浅拷贝）。使用extends与super，保证了从src中取出的元素一定是dest元素的子类（或类型相同，都是T），这样就不会在拷贝时产生类型安全问题。
其实，另一种采用多个类型参数的写法也可以达到相同的效果：

public static <T , S extends T> copy(List<T> dest , List<S> src);

这种写法在The Java™ Tutorials: Generics也有提到，但是不推荐，官方给出的说法是：参数类型S在这里只使用了一次，所以应该用通配符?代替。

我觉得另外的一个好处就是：src是我们的copy方法的Provider，我们只想读，不想写；dest是copy方法的Consumer，我们只想写入，不想读。多参数类型无法帮我们做到这点限制，但是泛型的有界类型可以：

List<? extends Number> l = new ArrayList<Integer>();
l.add(5.5f);  //error

上述代码编译是不通过的，因为l中的元素是Number或Number的子类（实际是Integer），向l中加入一个Float，如果不报错的话，在运行期会出错，所以extends修饰的泛型容器不可写。同样的道理，super修饰的泛型容器不可读（其实是读出来的都是Object，这也符合类型擦除中保留上界的原则）。

大家可以试一下，当使用List<? extends Number>时，add方法的参数类型会变为null；同样，当使用List<? super Number>时，get方法的返回值类型为null。

实际上，不光是泛型容器，任何的泛型类都满足这个限制：当使用extends有界类型时，所有以类型参数为形参的方法均不可用；当使用super有界类型时，所有以类型参数为返回值的方法均以Object替代返回值中的参数类型。。下面看一个自定义的例子，有一个泛型类：

class BoundedWildcardTester<T>{
    private T t;
    public void TasFormalParameter(T t){
        this.t = t;
    }
    public T TasReturnValue(){
        return this.t;
    }
}

使用如下

BoundedWildcardTester<? extends Number> bwt = new BoundedWildcardTester<Integer>();
bwt.TasFormalParameter(1);          //error
bwt.TasReturnValue();               //return Number

BoundedWildcardTester<? super Number> bwt2 = new BoundedWildcardTester<Object>();
bwt2.TasFormalParameter(1);         //access
bwt2.TasReturnValue();              //return Object

方法名是自解释的，注释也很清楚了。这一限定在《Effective Java》中被称为PECS（Producer-Extends Consumer-Super）。Producer与Consumer的概念太抽象，所以我把它们简化成：Producer对应到参数类型作为方法的形式参数；Consumer对应到参数类型作为方法的返回值，便于理解和记忆。