Java泛型类和通配符

Question

我有一个Java中的泛型类问题。

我有这个类：

public abstract class MyMotherClass<C extends AbstractItem> 
{
    private C   item;

    public void setItem(C item)
    {
        this.item = item;
    }

    public C getItem()
    {
        return item;
    }
}

这个类的一个实现可以是：

public class MyChildClass extends MyMotherClass<ConcreteItem>
{

}

ConcreteItem只是一个简单的类，它扩展了抽象类AbstractItem。

因此，MyChildClass有一个ConcreteItem，我可以使用：

MyChildClass child = new MyChildClass();
child.setItem(new ConcreteItem());

// automatic cast due to generic class
ConcreteItem item = child.getItem();

好的，目前一切都很好。这是问题：

现在我想从一个集合中提取MyMotherClass的实例并设置其项（其类型未知）：

Map<String, MyMotherClass> myCollection = new HashMap<String, MyMotherClass>();
Map<String, AbstractItem> myItems = new HashMap<String, AbstractItem>();

// fill the 2 collections
...


MyMotherClass child = myCollection.get("key");
child.setItem(myItems.get("key2"));

如果我这样做，它就能运行。 但是我收到了警告，因为MyMotherClass是一个泛型类型，而我没有使用泛型类型。 但是我不知道我的提取的子类是哪种类型，所以我想使用通配符：

Map<String, MyMotherClass<?>> myCollection = new HashMap<String, MyMotherClass<?>>();
Map<String, AbstractItem> myItems = new HashMap<String, AbstractItem>();

// fill the 2 collections
...


MyMotherClass<?> child = myCollection.get("key");
child.setItem(myItems.get("key2"));

这里的问题是：我遇到了一个编译错误，其内容为： 在MyMotherClass类中，方法setItem(capture#1-of ?)不适用于参数(AbstractItem)。

当我尝试使用继承的通配符时，仍然出现相同的问题。

Map<String, MyMotherClass<? extends AbstractItem>> myCollection = new HashMap<String, MyMotherClass<? extends AbstractItem>>();
Map<String, AbstractItem> myItems = new HashMap<String, AbstractItem>();

// fill the 2 collections
...


MyMotherClass<? extends AbstractItem> child = myCollection.get("key");
child.setItem(myItems.get("key2"));

我该做什么？

谢谢，对于我的英语不是很流利，很抱歉;)

- Jerome Cance

Answer 1

对于write操作，您需要使用super通配符。

final Map<String, MyMotherClass<? super AbstractItem>> myCollection =
    new HashMap<String, MyMotherClass<? super AbstractItem>>();

final Map<String, AbstractItem> myItems = 
    new HashMap<String, AbstractItem>();

...

final MyMotherClass<? super AbstractItem> child = 
    myCollection.get("key");
child.setItem(myItems.get("key2"));

extends通配符用于read操作。

编辑：回复您的评论。

首先，评估您是否真的需要通配符。

如果答案仍然是肯定的，则可以将集合最初初始化为更具体的类型，然后将它们向下转换为有界通配符，例如：

final Map<String, MyChildClass> myInitCollection =
    new HashMap<String, MyChildClass>();

final Map<String, ConcreteItem> myInitItems = 
    new HashMap<String, ConcreteItem>();

myInitCollection.put( "key", new MyChildClass( )  );

final MyMotherClass< ConcreteItem> child = 
    myInitCollection.get("key");

child.setItem(myInitItems.get("key2"));

final Map<String, ? extends MyMotherClass< ? extends AbstractItem >>
    myCollection = myInitCollection;

final Map<String, ? extends AbstractItem> myItems = myInitItems; 

请注意，然而，myCollection 仍无法安全地转换为 Map<String, MyMotherClass< ? extends AbstractItem>>。

此外，请阅读有关有界通配符参数以及何时避免使用它们的文章。

- Alexander Pogrebnyak

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是的！它解决了警告问题，但又引入了一个新问题： myCollection.put("key", new MyChildClass()); 无法编译（签名不匹配） 我该如何解决？ - Jerome Cance

正如Mike McNertney所解释的那样 - 以及你已经发现的 - 这实际上并没有解决你的问题; 实际上恰恰相反，因为你通配符的意思是你的类是AbstractItem的超类，而不是子类。这毫无意义。如果我可以这么大胆，给我的建议一个尝试 - 将MyMotherClass＃setItem（）更改为期望AbstractItem，并将MyMotherClass＃getItem（）返回AbstractItem。然后更改MyChildClass的相应方法 - 您的MyMotherClass的子类 - 以期望/返回正确的类。 - delfuego

无论是super还是extend，都将类型固定为AbstractItem。这本身并没有错，但却违背了泛型的初衷。 - irreputable

Answer 2

我可能错过了什么，但为什么不在您的MyMotherClass类中使用显式类AbstractItem，而不是通用类C？

public abstract class MyMotherClass<C extends AbstractItem> {

    private AbstractItem item;

    public void setItem(AbstractItem item) {
        this.item = item;
    }

    public AbstractItem getItem() {
        return this.item;
    }

}

这个改变将使你能够使用通配符方法：

Map<String, MyMotherClass<?>> myCollection = new HashMap<String, MyMotherClass<?>>();
Map<String, AbstractItem> myItems = new HashMap<String, AbstractItem>();

// fill the 2 collections

MyMotherClass<?> child = myCollection.get("key");
child.setItem(myItems.get("key2"));

没有错误。

当然，在MyChildClass中，您可以重写MyMotherClass#getItem()如下：

@Override
public ConcreteItem getItem() {
    return (ConcreteItem) super.getItem();
}

为了确保返回正确的类；对于MyMotherClass的所有子类，采用同样的方法可以让你返回正确的类型。

- delfuego

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我理解你的意思，但是我不明白泛型类的目的。因为我们只是在谈论setItem，而我有很多函数使用泛型参数作为返回值，我不想在子类中覆盖每个函数以进行强制类型转换。对吧？ - Jerome Cance

所以你不必这样做 -- 你总是可以返回一个子类作为更通用的超类，从中派生。只有在重要的情况下，子类方法声明它仅返回您的抽象类的特定子类时，覆盖子类方法才很重要。 - delfuego

是的，对于我的一些函数来说确实是这样。但无论如何，我会使用你的解决方案。感谢你的所有回复。我验证了你的回答。 - Jerome Cance

Answer 3

问题在于编译器无法知道从myItems获取的AbstractItem是否是从myCollection获取的MyMotherClass所需的正确类型。您可能正在尝试将ConcreteItem2放入MyMotherClass<ConcreteItem1>中。

处理此问题的一种方法是将myCollection定义为Map<String，MyMotherClass<AbstractItem>>。然后，您可以将任何AbstractItem放入从myCollection获取的任何对象中。但是，您将失去从getItem()获取ConcreteItem的能力。

我认为Alexander Pogrebnyak的建议在这种情况下并不起作用。他的想法基本上相当于只使用MyMotherClass<AbstractItem>，因为在您的情况下，类型参数必须扩展AbstractItem，而他声明它为? super AbstractItem，唯一满足两者要求的类就是AbstractItem本身。

根据您的设置方式，您可能可以使用一个Class对象来完成某些操作。例如，如果您的myCollection映射还包括每个MyMotherClass的Class对象，表示它所持有的项目类型，那么您可以使用它来转换项目，甚至可以将myItems映射按类型键入，而不仅仅是字符串。

- Mike McNertney

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这基本上是我在下面回答中实现的概念...... MyMotherClass 的子类都会覆盖 setType 期望的类型并由 getType 返回。 - delfuego

Answer 4

附加内容：官方参考链接

Sun公司表示（来自在J2SE 5.0中使用和编程泛型）：

有三种通配符：

1. "? extends Type"：表示类型Type的子类型族。这是最有用的通配符
2. "? super Type"：表示类型Type的超类型族
3. "?"：表示所有类型或任何类型的集合

就像@alexander-pogrebnyak在他的回答中所说，你必须在这里使用super。

- tangens

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这并没有什么意义--他不是在寻找AbstractItem的超类，而是在相关方法签名中仍在寻找它的子类。 - delfuego

Answer 5

对于你的问题，目前没有答案，因此你应该接受我的答案。

如果你连项目的实际类型都不知道，编译器怎么可能知道呢？你试图将一个类型未知的项目插入到一个类型未知的容器中，这就像是在薄冰上行走。

有时候程序员对运行时数据类型的了解比编译器更多，这种情况下需要进行强制转换和抑制警告来平息编译器。

在你的情况下，你甚至不知道数据类型，却希望编译器可以神奇地为你检查类型。这是不可能的。

- irreputable

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-1：实际上，在许多情况下它可以。这就是泛型的全部意义所在。 - Jørgen Fogh