泛型 - 什么用途？

Question

JDK文档中的java.util.Stream接口，有以下代码片段作为Collector构造的示例。

Collector<Widget, ?, TreeSet<Widget>> intoSet =
         Collector.of(TreeSet::new, TreeSet::add,
                      (left, right) -> { left.addAll(right); return left; });

Collector.of方法的返回类型为static <T,R> Collector<T,R,R>

在示例代码的返回类型中，问号是否只是一种方便地引用下一个泛型类型的方式，因为这两个类型在方法签名中被声明为相同的。以下三个语句是否完全相同：

Collector<Widget, ?, TreeSet<Widget>> intoSet =
             Collector.of(TreeSet::new, TreeSet::add,
                          (left, right) -> { left.addAll(right); return left; });
Collector<Widget, TreeSet<Widget>, TreeSet<Widget>> intoSet =
             Collector.of(TreeSet::new, TreeSet::add,
                          (left, right) -> { left.addAll(right); return left; });
Collector<Widget, TreeSet<Widget>, ?> intoSet =
             Collector.of(TreeSet::new, TreeSet::add,
                          (left, right) -> { left.addAll(right); return left; });

- pawinder gupta

---

我猜这里使用了?通配符，因为编译器能够推断所有的Collector类型变量，而不需要显式声明为TreeSet。这三个语句并不完全相同，但是如果意图是使用Collector执行Stream.collect(Collector)，那么它们都可以正常工作。 - M A

Answer 1

什么是wildcard?

在通用代码中，问号 (?) 被称为 wildcard，表示未知类型。通配符可以用于各种情况：作为参数、字段或局部变量的类型；有时作为返回类型（尽管更好的编程实践是更具体地指定）。通配符从不用作泛型方法调用、泛型类实例创建或超类型的类型参数。

为什么在Collector.of中使用它？

正如您已经注意到的，Collector.of(Supplier<R> supplier, BiConsumer<R, T> accumulator, BinaryOperator<R> combiner, Characteristics... characteristics) 返回一个Collector<T, R, R>类型的对象，而类Collector有三个类型参数：T、A和R，其中：

• <T>：要缩减操作的输入元素的类型。
• <A>：缩减操作的可变累加类型（通常作为实现细节隐藏）
• <R>：缩减操作的结果类型

因此，如 javadoc 中所述，我们通常对类型参数 <A> 使用wildcard，因为它被认为是一个实现细节，因为它只是一个中间类型，真正重要的是输入和输出类型参数分别是T和R，因此为了简单性/可读性，在这种情况下更倾向于使用 ? 而不是理论上应该使用的 TreeSet<Widget>。

- Nicolas Filotto

---

<?> 在这里是否被允许是因为这是实现细节，还是因为编译器可以猜测返回类型？如果<A>不是实现细节，并且作为Collector其中一个方法的返回类型而公开，是否会对编译器造成任何影响？ - pawinder gupta

不，这对编译器没有任何影响。最终由于类型擦除，你将得到相同的字节码。 - Nicolas Filotto

感谢提及类型擦除，这解决了我的疑惑。 - pawinder gupta

Answer 2

在示例中，返回类型中的 ? 只是一种方便的方式，用于指代在方法签名中已声明为相同的下一个泛型类型。

不，? 与下一个泛型类型无关。在这个特定的示例中，我们知道 ? 恰好是 R。这被称为类型推断，并且是从 '=' 后面的语句中推断出来的。您肯定可以定义一个 Collector，在其中 ? 引用与最后一个泛型类型不同的类型。

以下三个语句是否完全相同：

是的，就 intoSet 的实际含义而言。 不是的，就 intoSet 如何进一步使用而言。

不要让语法困扰您。这只是类似于

String str = "hello";

vs.

Object str = "hello";

在这两种情况下，str都是运行时的字符串，这与其如何声明无关。但在第二种情况下，您不能将str用作字符串，编译器不允许，因为str仅被声明为Object。

泛型也是同样的道理。Java没有声明位置的变化，而是使用位置的变化。通配符“？”与Collector.of的定义无关，而是与您想要使用它的方式有关。

在这里，Collector<Widget,？，TreeSet<Widget>> intoSet = ...告诉您它是一个收集器，可以将Widget收集到TreeSet中。但是它如何将Widget收集到TreeSet中呢？更具体地说，它是直接将每个Widget放入集合中，还是使用中间累加器（例如Stack<Widget>），最终将结果转换为TreeSet？鉴于Collector接口被定义为Collection<T，A，R>，这两者都是可能的。然而，intoSet声明只是说“我不在乎，这完全取决于您如何初始化我”。

您甚至可以将其定义为Collector<？，？，？>，完全没问题。

至于区别，可以参考

Collector<Widget, TreeSet<Widget>, TreeSet<Widget>> intoSet =
             Collector.of(TreeSet::new, TreeSet::add,
                          (left, right) -> { left.addAll(right); return left; });
Collector<Widget, TreeSet<Widget>, ?> intoSet =
             Collector.of(TreeSet::new, TreeSet::add,
                          (left, right) -> { left.addAll(right); return left; });

这再次涉及到您想如何使用intoSet。大多数情况下，我们只关心输入和输出 - 输入是我们需要传递的类型，输出是我们最终将要利用的类型。这两种类型告诉了我们一个关键信息，即收集器将如何与代码的其余部分交互。因此，您可能需要/必须指定它们。 Collector<Widget, TreeSet<Widget>, ?> intoSet是合法的，但在实践中可能不太有用。这是因为当您想要使用intoSet时，您不知道结果容器的类型（因此您无法有意义地使用它）仅通过声明就无法确定。

类似的例子：

 Map<?, ?> map = new HashMap<String, Integer>();
 map.put("a", 1); //compiler complains here when you try to use map, as map is declared as <?,?>, not <String, Integer>

- Xinchao

Answer 3

在Java泛型中，“？”是一个纯通配符，可以匹配任何类型，而不考虑签名中的其他类型（也没有“下一个泛型类型”的语法）。

请记住，由于类型擦除，在签名中指定的类型仅用于编译时检查，而不用于运行时。这意味着这三个语句将完全相同地执行。它们之间唯一的区别在于你是否想要为不同的类型进行泛型（编译时）类型检查。

最后，请注意还有一个“：”。

static <T,A,R> Collector<T,A,R> of

方法，因此可能有各种不同类型。

- racraman

---

静态方法 <T,A,R> Collector<T,A,R> of 可以接受不同数量的参数。与参数匹配的是静态方法 <T,R> Collector<T,R,R>。如果我将 intoset 类型声明为 Collector<Widget, ?, ?>，它将无法编译。 - pawinder gupta