Java HashMap与ArrayList通配符

Question

我有一个HashMap，其中值是ArrayLists，我正在尝试编写一个函数来接受这些HashMap的通用实例

HashMap<String, ArrayList<Integer>> myMap = new HashMap<String, ArrayList<Integer>>();
public static void foo(HashMap<?, ArrayList<?>> a) {}
public static void bar(HashMap<?, ? extends ArrayList<?>> a) {}

// Compilation Failure!
foo(myMap);

// This works, but why do I need ? extends ArrayList
bar(myMap)

错误信息为：

方法 Example 中的 foo(HashMap>) 不适用于参数 (HashMap>)

为什么需要在 extends ArrayList 中使用通配符？

我认为通过使用 ArrayList（不带 ? extends），可以将函数限制为只接受值为 ArrayList 的 HashMap。

同时，我知道以下泛型方法可行：

public static <K,V> void printer(HashMap<K, ArrayList<V>> list) { }

这种行为方式和我之前对 ArrayList<?> 的理解是一致的。有人能解释一下其中的微妙差别吗？

- Kevin

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请告诉我们由 foo 生成的确切编译器错误，或者给出导致错误的 foo 内部代码示例。实际上，这两个信息都会非常有帮助。 - Ken Wayne VanderLinde

The method foo(HashMap<?,ArrayList<?>>) in the type Example is not applicable for the arguments (HashMap<String,ArrayList<Integer>>) - Michael Brewer-Davis

我得到的错误和Michael Brewer一样。 - Kevin

Answer 1

通配符语法被故意设计成（误导）人们认为它匹配任何类型。这对于简单的情况是可行的。

List<?> <= List<String> // OK, right is subtype of left

但请记住，它仅适用于第一层级，而不是更深的层级。

List<List<?> <= List<List<String>>  // FAIL

这是好的

List<? extends List<?>> <= List<List<String>>

由于新的一级?，因此如果S是T的子类型，则G<S>是G<? extends T>的子类型。将其应用于S=List<String>，T=List<?>的情况。

- irreputable

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你有这方面的引用吗？我确实验证了这一点，但我只是好奇它在哪里有记录。 - Bala R

好的。还可以在以下链接中找到一个类似的答案，其中有很多参考资料：https://dev59.com/onA65IYBdhLWcg3w5y_B#3575895 - Bala R

Bala R：在谷歌上的第一个搜索结果有一个很好的教程：http://download.oracle.com/javase/tutorial/extra/generics/wildcards.html - Mathias Schwarz

在JLS3中，＃4.10.2子类型规则中只涉及到第一级通配符。另外，在＃5.1.10中，“捕获转换不递归应用”。 - irreputable

Answer 2

1. HashMap<?, ArrayList<?>>类型表示的是一个映射，将某些未知（固定）类型的键映射到列表，每个列表都有一些未知的固定类型的元素。

2. 这样一个映射的具体实例可以是：

   new HashMap<String, ArrayList<?>>();
   

   这是一个我们可以添加任意ArrayList作为值的映射，对于我们从中获取的值（列表），我们不知道参数类型。

3. HashMap<String, ArrayList<Integer>>类型表示的是从字符串到整数列表的映射。这是一个我们只能添加整数ArrayList作为值的映射，而不能添加任意ArrayList。因此，它不能是类型2的子类型（因为它允许的比类型2少）。

   （类型1是类型2的超类型，也让键类型未知。）

4. HashMap<String, ? extends ArrayList<?>>类型表示的是从字符串到某个未知类型的映射，该类型仅已知是ArrayList<?>的子类型。在这样的映射中，我们无法插入任何东西（作为值），但我们从中获取的所有值都保证是ArrayList<?>类型，即某些未知的东西的数组列表（每个列表可能是另一些东西）。我们可以插入新的字符串键，但只能使用null值。

   类型2和类型3都是类型4的子类型（因为ArrayList<?>和ArrayList<Integer>都满足extends ArrayList<?>条件），但它们不是彼此的子类型。

5. HashMap<?, ? extends ArrayList<?>>与类型4类似，但我们也不知道键类型。这意味着我们实际上不能对映射做任何事情，除了迭代它（或查找键的值-get()接受一个Object参数，而不是K）并删除内容。对于我们检索到的值，我们只能迭代和删除内容，不能插入或重新排序任何内容。（即类型4是类型5的子类型。）

6. 方法参数类型HashMap<K, ArrayList<V>>具有类型变量<K，V>，表示的是从某种类型K到某种类型V的列表的映射，其中K和V由方法的调用者决定。类型3显然符合这个条件（使用<String，Integer>），因此您可以调用此方法。您实际上无法将新键放入映射中，因为您的方法不知道K是什么，但是您可以将现有键映射到新值。您可以使用new ArrayList<V>()（并将这些元素作为值放入映射中），但只能将现有列表中的现有V对象放入这些列表中。比类型5更多可能性。

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只是一点小建议：对于您的方法，应该使用更通用的类型Map<K,V>和List<E>，而不是HashMap<K,V>和ArrayList<E>，因为这个方法很可能适用于任何类型的映射/列表，并且并不关心具体实现。您也可以使用

Map<String, List<Integer>> myMap = new HashMap<String, List<Integer>>();

声明并初始化您的变量。（您仍然可以将ArrayList<Integer>对象作为值放入其中。）

- Paŭlo Ebermann

Answer 3

非常简单。即使 V 是 W 的子类型，HashMap<K, V> 也不是 HashMap<K, W> 的子类型。(你已经知道这一点了，对吧？) 在这里，V 是 ArrayList<Integer>，而 W 是 ArrayList<?>。(重要的是它们是不同的。) 是的，ArrayList<Integer> 是 ArrayList<?> 的子类型，但这是我们之前讨论的内容，也就是说这并不重要。然而，由于通配符的存在，HashMap<K, V> 是 HashMap<K, ? extends W> 的子类型。

- newacct