浅谈Java泛型中的<? extends E>和<? super E>的区别

最新推荐文章于 2024-05-10 17:48:23 发布

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#java #编程 #泛型 #基础 #有限通配符

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本文深入探讨了Java泛型中的上限通配符<? extends E>和下限通配符<? super E>的使用方法及原理，通过具体实例解释了PECS法则的应用，并介绍了它们在方法参数中的应用场景。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

引入

再说这个之前，先来看一段代码：

假设有这么几个类及其继承关系，后面的例子也用这几个类作为基础示范

class People {
     //人
}
class Man extends People {
     //男人
}
class Woman extends People {
     //女人
}
class Boy extends Man {
     //男孩
}

可以看到，man是people的子类，那么：

   List<People> list= new ArrayList<Man>();

是否可以编译通过？

很明显，编译的时候报错了。man是people的子类，ArrayList是List的子类，但并不代表List<Man>是List<People>的子类。所以便有了 有限通配符

<? extends E>

<? extends E> 是 Upper Bound（上限）的通配符，用来限制元素的类型的上限，比如：

List<? extends People> list_1 = null;

表示集合中的元素上限是People，即只能是People或People的子类，所以下面的赋值是合法的，编译时候不会报错：

但不能是其父类，否则编译时候就报错了：

接下来对其读写数据进行了解：

1、读

不管给该list_1如何赋值，可以保证的是里面存放的一定是People或People的子类，编译器可以确定获取的是People类型，所以可以直接从该集合中读取到People类型。即读取是允许的。

2、写

People、Man、Woman都是People类或其子类，但是这里却是编译错误的。原因是? extends People>仅仅告诉编译器该集合元素类型上限是People，这里编译器并不能确定具体的类型，即它可能实际指向了Man，但是你却add一个Woman类型，所以这里编译器不允许这么做。

<? super E>

<? super E> 是 Lower Bound（下限）的通配符，用来限制元素的类型下限，比如：

List<? super Man> list_4 = null;

该表示给出了集合中元素的下限是Man，即只能为Man或者Man的父类，而不能是Man的子类，如下：

接下来对其读写数据进行了解：

1、读

允许从该集合获取元素，但是无法保证里面存放的是Man或者是Woman，唯一可以确定的是存放的是Object或其子类，而无法确定具体的类型。

这样都没错，但是实际用的时候还是要注意，像这样获取Woman可能导致异常。

2、写

可以确定的是集合中的元素一定是Man或Man的子类，所以添加Man或Boy都是正确的，但是不能添加非Man的子类：

使用场景

很多时候都是用它来当作方法中的形参。

这里先了解下PECS法则

1、PECS

PECS指“Producer Extends，Consumer Super”。换句话说，如果参数化类型表示一个生产者，就使用<? extends T>；如果它表示一个消费者，就使用<? super T>

2、例子

这里使用网上常见的例子水果来说明，有如下关系：

假设此时有个水果供应商Produce，

class Produce<E> {
     public void produce(List<E> list) {
           for (E e : list) {
                //生产...
                System.out.println("批量生产...");
           }
     }
}

它主要销售水果

Producer<Pear> p = new Produce<>();
List<Pear> pears = new ArrayList<Pear>();
p.produce(pears);

这样并没有什么问题。但是万一他突然想换成销售苹果了，此时：

这样就会发现，编译并不能通过，因为List<E>已经在初始化时确定为Pear了，而不再兼容Appler类型，即使你最开始使用的是Produce<Fruit>，即方法produce的参数list为List<Fruit>，虽然Apple和Pear是Fruit的子类，但是由上面的引入知识知道，List<Fruit>并不是List<Apple>的父类，即这样也是行不通的，所以这里就需要使用List<? extends E> list了。

修改后如下：

class Producer<E> {
     public void produce(List<? extends E> list) {
           for (E e : list) { //利用<? extends E>读取的特性
                //生产...
           }
         System.out.println("批量生产完成...");
     }
}

此时只要供应商new的时候为Fruit，则生产的货物只要为Fruit或其子类即可，所以Pear和Apple都可通过。如下：

接着举一个消费者的例子(可能例子举得不是很好)

//消费者
class Consumer<E> {
     public E consume(List<E> list) {
           E e = list.get(0); //模拟消费一个(感觉用队列比较合适)
           return e;
     }
}

每次消费者都从一个list中消费一个。加入有一个红苹果消费者：

这里是没什么问题的，但是红苹果也是苹果，如果这样呢：

这时候，<? super E>派上用场了。

//消费者
class Consumer<E> {
     public E consume(List<? super E> list) {
           E e = (E) list.get(0); //模拟消费一个(感觉用队列比较合适)
           return e;
     }
}

此时再按刚才的操作：