在Java中理解<? extends T>通配符困难

Question

我有一个非常基础的问题。

下面的代码无法编译（假设苹果扩展了水果）：

    List<? extends Fruit> numbers = new ArrayList<>();
    numbers.add(new Apple());  //compile time error

阅读关于“为什么不”的内容时，我理解了单词但没有理解概念:)

首先假设Fruit不是抽象类。我理解，因为我们处理多个子类型，所有这些类型都扩展自Fruit。据说由于我们无法确定水果的确切类型，所以我们无法将任何东西放入集合中。有几件事情我不明白：

1) 显然我们无法知道它是哪种水果，这让我感到困惑。在遍历集合时，我们难道不能通过typeof或其他instanceof检查来确定特定的类型吗？

2) 假设Fruit是一个具体类，为什么我们不能添加Fruit的实例呢？这似乎有道理，因为您至少会知道Fruit的API。即使您不知道Fruit的确切子类型，您也可以调用Fruit()上的标准方法。

我觉得这应该很明显，但是某些地方对我来说不太一样。感谢任何帮助。谢谢！

- soeske18

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应该是new Apple()（即括号丢失）吧？ - 5ar

可能是 http://stackoverflow.com/questions/12292752/java-wildcards-and-generics-super-t-and-extends-t?rq=1 的重复问题。 - adeady

可能是Java通配符和泛型? super T和? extends T的重复问题。 - adeady

Answer 1

理解这个最好的方法是把通配符看作是在说列表而不是水果。换句话说：

List<Banana> allBananas = getMyBananas();
enumerateMyFruit(allBananas);

static void enumerateMyFruit(List<? extends Fruit> myFruit) {
    for (Fruit fruit : myFruit)
        System.out.println(fruit);
}

当我们将allBananas传递给enumerateMyFruit时，方法内部会丢失关于列表原始声明类型的信息。在这个例子中，我们可以清楚地看到为什么我们不应该能够将苹果放入List<? extends Fruit>中，因为我们知道该列表实际上是List<Banana>。再次强调，通配符告诉我们有关列表声明类型的一些信息。 List<? extends Fruit>应该被解读为“一个最初声明为包含Fruit或某个Fruit子类型的列表，但我们不知道那个声明类型是什么”。我们所知道的是，我们从列表中取出的所有东西都是Fruit。

此外，你是正确的，我们可以迭代列表并使用instanceof来找出列表里真正的内容，但这不会告诉我们列表的原始声明类型。在上面的代码片段中，我们会发现列表中的所有东西都是Banana，但我也可以像如下声明allBananas： List<Fruit>。

你可能还需要看一下为什么List<Dog>不是List<Animal>，这解释了其中一些内容。通配符是我们在泛型类型中具有协变性的方式。 List<Dog>不是List<Animal>，但它是一个List<? extends Animal>。这带来了一个限制，即我们无法向List<? extends Animal>中添加元素，因为它可能是List<Dog>、List<Cat>或其他什么东西。我们不再知道它是什么。

还有一个反义词? super，你可以看一下相关内容。我们可以将Fruit存储在List<? super Fruit>中，但我们不知道我们会从中取出什么样的对象。它的原始声明类型实际上可能是一个包含各种其他东西的List<Object>。

- Radiodef

Answer 2

首先要记住的是，对于没有通配符的泛型参数，你不能将一个替换为另一个。如果一个方法使用了 List<Fruit>，那么它就不会接收 List<Apple>，必须是完全匹配的。同时请记住这是关于变量的静态类型，与其内容没有直接联系。即使你的 List<Fruit> 包含所有的苹果，你仍然不能将其替换为 List<Apple>。

所以我们正在谈论类型声明，而不是集合中的内容。

还要记住的是，instanceof 是在运行时进行的，而泛型是在编译时工作的。泛型的目的是帮助编译器确定事物的类型，这样你就不必使用 instanceof 和强制转换。

当一个方法 foo 接收一个带有泛型类型 List<? extends Fruit> 的参数时，这意味着该方法可以接受一系列类型，在这种情况下，这些类型可以是以下任何一种：

- 你可以传递一个 List<Fruit> - 你可以传递一个 List<Banana> - 你可以传递一个 List<Apple> (等等，对于你拥有的任何 Fruit 的子类型)

因此，你的方法可以处理这些任意元素的列表，但是方法体必须对它们都有效。当你将一个 Apple 添加到列表中时，那对于传入的是 List<Apple> 的情况是有效的，对于 List<Fruit> 也是有效的，但对于 List<Banana> 就不太行了。（并且使 Fruit 具体化也无济于事，添加一个 Fruit 对于 List<Apple> 没有作用。）

这就是为什么有一个规则，即任何时候通配符类型要扩展某些东西，添加东西都是不可能的，因为没有办法使其适用于可以传入的所有可能类型。

- Nathan Hughes