Java泛型通配符

Question

我对Java泛型中通配符的使用有疑问： List<? extends Set> 和 List<T extends Set> 之间的基本区别是什么？在何时会使用它们？

- Bagmita

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一个更好的问题是这些之间以及List之间有什么区别... - Blindy

@Blindy：那是完全不同的问题。 - blubb

List<T extends Set> 不是有效的语法。 - newacct

Answer 1

有两个原因：

避免不必要的强制类型转换：

对于这种情况，您必须使用 T 变体：

public <T extends Set> T firstOf(List<T> l) {
    return l.get(0);
}

使用 ?，这将变为：

public Set firstOf2(List<? extends Set> l) {
    return l.get(0);
}

...这并不能给firstOf方法的调用者提供相同数量的信息。第一个版本允许调用者执行以下操作：

SubSet first = firstOf(listOfSubSet);

使用第二个版本时，你必须使用强制类型转换才能使其编译通过：

SubSet first = (SubSet)firstOf(listOfSubSet);

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强制匹配参数类型：

public <T extends Set> boolean compareSets(List<T> a, List<T> b) {
    boolean same = true;
    for(T at : a) {
        for (T bt: b) {
             same &= at.equals(bt);
        }
    }
    return same;
}

在这种情况下，没有直接相当于使用 ? 替换 T 的方法。请注意，由于 Java 的单分派，在上面的版本中，编译器将调用 at 的 equals(T) 方法，这可能与 at 的 equals(Set) 或 equals(Object) 方法不同。

- blubb

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好的例子。另一个重要的点是，虽然在这种情况下名称表明了它，但返回Set而不是T extends Set的方法版本在其合同中没有公开返回给定List包含的相同类型的信息，这更普遍地意味着您不能依赖于该信息是正确的。 - ColinD

由于我们知道Set没有compare方法，因此很难理解您在第二个示例中的意思。如果要向Set添加compare方法以完成您的示例，则它们的签名会是什么样子？（确保在展示代码之前进行编译） - irreputable

@irreputable：很好的发现，我是指“equals”而不是其他。 - blubb

如果a和b被声明为List<? extends Set>，那么equals(Set)方法将被调用。 - irreputable

Answer 2

这里的区别在于第二个版本中，你有一个类型变量T，它指的是List包含的特定子类型Set。在需要确保其他内容与列表中包含的类型相同的情况下，您需要这个变量。以下是一些简单的例子：

// want to ensure that the method returns the same type contained in the list
public <T extends Set> T something(List<T> list) {
  ...
}

// want to ensure both lists contain the exact same type
public <T extends Set> List<T> somethingElse(List<T> first, List<T> second) {
  ...
}

简单规则：如果同一类型在两个地方都需要使用，请在方法签名中使用类型变量T extends Foo。方法参数是其中一个地方，方法返回类型是另一个地方。如果您只需要确保在一个地方处理“某些东西是Foo”，请使用通配符? extends Foo。

另外：不要使用原始类型Set。

- ColinD

Answer 3

我们使用通配符来指定类型元素匹配任何内容。 ? 代表未知类型。

List<? extends Set> 是一个有界通配符的示例，它表示列表可以接受 任何 Set 的子类型（例如 HashSet）。 List<T extends Set> 则允许将 T 限制 为扩展 Set 的类型。

当我需要一个数据集合而不考虑其确切类型时，我会使用通配符。

- Buhake Sindi

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"add(? extends Set)"在语义上等同于"add(Set)"。那么，为什么要使用"List<? extends Set>"而不是"List<Set>"呢？ - blubb

你是说你示例中的代码可以工作吗？因为那样是无法编译通过的（只有null可以用于带通配符? extends Set的参数）。你也不能创建一个new ArrayList<? extends Set>()。 - ColinD

@ColinD，是的，代码从来都不会一次就成功...抱歉，我已经删除了我的错误示例。 - Buhake Sindi

Answer 4

在声明变量时，您可以使用 List<? extends Set>。例如：

List<? extends Number> l = new ArrayList<Integer>();

List<T extends Number> 可以在类或方法声明中使用。这将允许您在函数中稍后写 T 而不是 <? extends Number>。

public <T extends Number> int addAll(List<T> list) {
    int result = 0;
    for (T t : list) {
        result += t.intValue();
    }
    return result;
}

- Dorus

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当你创建一个new ArrayList<Integer>()时，基本上不应该声明一个类型为 List<? extends Number>的变量。只需将其分配给List<Integer>即可。通配符用于方法参数，以确保您可以在任何想要使用List<Integer>的地方使用它。 - ColinD

此外，你的 addAll 方法可以很好地处理类型为 List<? extends Number> 的参数（你实际上根本没有使用 T），因此这不是一个好的例子。 - ColinD

当然，在简单的例子中，你几乎不需要T。最多只是让代码更清晰一些。只有当你对T应用双重限制T extends Object & Comparable<? super T>时，T才变得有用。在类中使用有界通配符也更为常见，List被声明为public interface List<E> extends Collection<E>，并且具有各种以E作为参数或返回类型的函数E get(int index);。我现在真的想不出一个好的1个方法的例子了。 - Dorus

Answer 5

通配符类型 G<? extends A> 是任何 G<Ai> 的超类型，其中 Ai 是 A 的子类型。

换句话说，G<? extends A> 是 G<A0>, ..., G<An> 的联合类型。

- irreputable

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问题是 T extends A 和 ? extends A 之间的区别以及何时使用其中之一，而不是首先解释 ? extends A 是什么。 - blubb

@Simon 真正的问题在于人们不知道通配符是什么。他们只是在特定的用例中遵循一些经验法则，而不理解其中的原因，比如你提供的方法签名的经验法则只是其中之一。 - irreputable

我相信人们可以表达自己的想法。如果不是这样，我认为Stack Overflow就不会像现在这么有用。话虽如此，人们确实知道通配符是什么。我曾经有一位优秀的类型系统教授承认他很少使用<?>，并且这几乎引发了本文所讨论的所有议题。 - blubb

此外，如果我觉得原帖作者真的想知道通配符是什么，我会将他重定向到一个实际陈述这一点并在那里给出答案的问题。 - blubb