泛型、类型参数和通配符

Question

泛型、类型参数和通配符

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我正在尝试理解Java泛型，但它们似乎非常难以理解。例如，以下代码是正确的...

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        List<?> list = null;
        method(list);
    }

    public static <T> void method(List<T> list) { }
}

...就像这样...

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        List<List<?>> list = null;
        method(list);
    }

    public static <T> void method(List<T> list) { }
}

...并且这个...

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        List<List<List<?>>> list = null;
        method(list);
    }

    public static <T> void method(List<List<T>> list) { }
}

...但是这段代码无法编译：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        List<List<?>> list = null;
        method(list);
    }

    public static <T> void method(List<List<T>> list) { }
}

有人能用简单的语言解释一下正在发生什么吗？

- Paul Boddington

只是好奇，Boris的回答足够了吗？还是你对此仍然有些犹豫？ - Radiodef

1

@Radiodef，我现在对此非常确定。虽然花了一些时间，但我终于明白了。自从我写下这个问题以来，我已经回答了很多关于泛型的问题！ - Paul Boddington

1

好的，没问题。；）我看到了评论并考虑写一些额外的东西。这种情况并不经常发生。“捕获转换不递归应用。” 只有第一个示例中的通配符可以被捕获。 - Radiodef

@Radiodef 对我来说关键是当我终于明白List<?>是一种类型（而?不是）。因此，List<List<?>>表示一个元素类型为List<?>的List，而List<?>表示某种未知类型的List。 - Paul Boddington

1

是的，这里错误的本质在于：如果你有一个 List<?>，则可以像第一个示例中那样将 ? 视为类型（捕获）。但是，如果你有一些嵌套类型，例如 Map<?, List<?>>，只有最外层类型中的通配符（因此是 Map 而不是 List）可以被捕获。Boris 的答案展示了 为什么（我们可以做不安全的事情），但没有涉及如何（捕获）。通配符在“外部”或“内部”类型中具有略微不同的语义。 - Radiodef

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Boris the Spider · Accepted Answer

理解泛型的主要事情是，它们不是协变的。

因此，尽管您可以执行以下操作：

final String string = "string";
final Object object = string;

以下代码将无法编译：

final List<String> strings = ...
final List<Object> objects = strings;

这是为了避免绕过通用类型的情况：

final List<String> strings = ...
final List<Object> objects = strings;
objects.add(1);
final String string = strings.get(0); <-- oops

所以，逐个查看您的示例：

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您的通用方法接受一个 List<T>，您传入了一个 List<?>；它实际上是一个 List<Object>。 T 可以分配给 Object 类型，编译器很高兴。

2

您的通用方法相同，您传入了一个 List<List<?>>。 T 可以分配给 List<?> 类型，编译器再次很高兴。

3

这基本上与 2 相同，只不过多了一层嵌套。 T 仍然是 List<?> 类型。

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这里有点混乱，也是我上面提到的问题所在。

您的通用方法接受一个 List<List<T>>。您传入了一个 List<List<?>>。现在，由于通用类型不是协变的，List<?> 无法分配给 List<T>。

实际的编译器错误（Java 8）是：

需要：java.util.List<java.util.List<T>> 找到： java.util.List<java.util.List<?>> 原因：无法推断类型变量 T （参数不匹配；java.util.List<java.util.List<?>> 无法转换为 java.util.List<java.util.List<T>>）

基本上，编译器告诉您它无法找到要分配的 T，因为必须推断嵌套在外部列表中的 List<T> 的类型。

让我们更详细地看一下这个问题： List<?> 是一个 List 的某种未知类型 - 它可以是 List<Integer> 或 List<String>；我们可以从中获取 Object，但我们不能添加。否则，我们就会遇到我提到的协变问题。 List<List<?>>是一个未知类型的List，它可能是List<List<Integer>>或List<List<String>>。在情况1中，可以将T分配给Object，并且只允许在通配符列表上执行不带add操作。在情况4中，这是不可能的-主要是因为没有一种泛型构造来防止对外部List进行add操作。

如果编译器在第二种情况下将T分配给Object，那么可能会出现以下类似的情况：

final List<List<Integer>> list = ...
final List<List<?>> wildcard = list;
wildcard.add(Arrays.asList("oops"));

因为协变性，不能安全地将List<List<Integer>>分配给任何其他泛型List。