为什么Java 7中的addAll()方法中不能使用钻石操作符？

Question

以下是来自泛型教程的示例。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");

// The following statement should fail since addAll expects
// Collection<? extends String>

list.addAll(new ArrayList<>());

为什么最后一行代码看起来应该能编译，但实际上无法通过编译。而第一行使用了非常类似的结构却没有问题。请详细解释。

- Pradeep Kumar

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“为什么以下代码不起作用？”这个问题有点含糊。你具体期望什么？还有，错误信息是什么？“不起作用”有很多原因。你应该更精确地提出问题，以获得精确的答案。 - Arne Deutsch

当你阅读并吸收了http://download.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/index.html，请回来。 - Matt Ball

@Thomas：不，它不应该。钻石操作符在这种情况下不起作用。而且为什么它不起作用实际上是非常复杂的。这就是为什么我认为这个问题应该重新开放的原因。 - Joachim Sauer

Pradeep，你在使用Java 7吗？那是编译的先决条件。 - Thomas

如果你没有使用Java 7，那么这就是你的代码无法编译的原因：该教程针对Java 7。然而，你引用的特定代码即使在Java 7上也无法编译（由于其他原因）。 - Joachim Sauer

Answer 1

首先：除非您使用Java 7，否则所有这些都不起作用，因为菱形<>仅在该Java版本中引入。

此外，本答案假定读者了解泛型的基础知识。如果您不了解，请阅读教程的其他部分，并在理解后返回。

实际上，菱形是一种快捷方式，可以在编译器可以自行找出类型时，无需重复通用类型信息。

最常见的用例是在同一行中定义变量并初始化变量时。

List<String> list = new ArrayList<>(); // is a shortcut for
List<String> list = new ArrayList<String>();

在这个例子中，差别并不大，但是一旦你涉及到Map<String, ThreadLocal<Collection<Map<String,String>>>>，它将成为一个重大的改进（注意：我不建议实际使用这样的结构！）。

问题在于规则只能做到这一步。在上面的例子中，很明显应该使用什么类型，编译器和开发人员都同意。

在这一行：

list.addAll(new ArrayList<>());

看起来很明显，至少开发人员知道类型应该是String。

然而，查看Collection.addAll()的定义，我们可以看到参数类型为Collection<? extends E>。

这意味着addAll接受包含任何未知类型对象的任何集合，这些对象扩展了我们list的类型。这很好，因为这意味着您可以将List<Integer>添加到List<Number>中，但它使我们的类型推断变得更加棘手。

实际上，它使得目前由JLS制定的规则内的类型推断无法工作。在某些情况下，可以认为规则可以被扩展以解决此问题，但当前的规则暗示不要这样做。

- Joachim Sauer

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@joachim。感谢您的答案。 - Pradeep Kumar

Answer 2

类型推断文档中的解释似乎直接回答了这个问题（除非我漏掉了其他内容）。

Java SE 7及更高版本支持有限的泛型实例创建类型推断；只有在构造函数的参数化类型在上下文中明显时才能使用类型推断。例如，以下示例无法编译：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");

  // The following statement should fail since addAll expects
  // Collection<? extends String>

list.addAll(new ArrayList<>());

请注意，钻石语法经常用于方法调用；然而，为了更清晰明了，建议您主要在声明变量时使用钻石语法进行初始化。

相比之下，以下示例可以编译：

// The following statements compile:

List<? extends String> list2 = new ArrayList<>();
list.addAll(list2);

- Kal

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教程并没有真正解释为什么这里不能使用菱形语法。 它只是含糊其辞地说“经常有效”。 - Joachim Sauer

嗯... 对我来说似乎很明显。它清楚地说明了addAll期望Collection<? extends E>，但你不能这样做，因为它可能是一个未知类型扩展列表的定义类型，因此推断无法工作。 - Kal

@Kal：可以很容易地争论，在这种情况下它可能只是推断出类型String，这将根据类型系统是正确的，并且将成功允许调用。在我看来，这就足够了。这似乎是类似于旧版Java 5和Java 6中的“为什么对象实例化不使用在方法调用中使用的推断规则？”的限制（在Java 7中仍然成立）。 - Joachim Sauer

@Kal. 这里 list.addAll(list2) 是如何工作的？这里我们也没有指定 ArrayList 的类型。 - Pradeep Kumar

@PRadeep--这句话回应了Joachim之前说的。钻石操作符能够从构造函数定义中推断类型。 - Kal

Answer 3

在编译方法调用时，javac 需要先知道参数的类型，然后才能确定哪个方法签名与之匹配。因此，在了解参数类型之前，方法参数类型是未知的。

也许这可以得到改进；截至今天，参数的类型与上下文无关。

- irreputable