为什么允许使用 "extends T" 而不是 "implements T"?

Question

在Java中，为什么在定义类型参数边界时总是使用“extends”而不是“implements”？是否有特殊原因？

例如：

public interface C {}
public class A<B implements C>{} 

被禁止，但是

public class A<B extends C>{} 

这是正确的。那是什么原因？

- user120623

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我不知道为什么人们认为铁人鬼的回答真正回答了问题。 它基本上是用学术词汇重新表述了OP的观察结果，但没有给出任何推理。“为什么没有'implements'？” - “因为只有'extends'”。 - ThomasR

ThomasR：这是因为问题不在于“允许”，而在于意义：无论约束来自接口还是祖先类型，你编写使用约束类型的泛型的方式都没有区别。 - Tetsujin no Oni

我已添加了一个答案（https://dev59.com/k3NA5IYBdhLWcg3wZ8_U#56304595），并解释了为什么 implements 不会带来任何新东西，反而会进一步复杂化事情。我希望这对你有所帮助。 - Andrew Tobilko

这篇文章可能会有所帮助！ https://veejnas.medium.com/how-to-write-a-generic-comparator-in-java-31605bc854fe - sanjeev

Answer 1

在泛型约束语言中，“实现(implements)”和“扩展(extends)”之间没有语义差异。约束的可能性是“扩展(extends)”和“超级(super)” - 即，这个类是否能够分配到另一个类（extends），或者这个类是否可以从那个类分配（super）。

- Tetsujin no Oni

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@KomodoDave（我认为答案旁边的数字标记它是正确的，我不确定是否有其他标记方式，有时其他答案可能包含额外信息-例如，我有一个特定的问题无法解决，当你搜索它时，谷歌会将你带到这里。） @Tetsujin no Oni（是否有可能使用一些代码来澄清？谢谢：）） - ntg

@ntg，这是一个非常好的寻找示例问题的例子 - 我会在评论中链接它，而不是在此时将其嵌入答案。https://dev59.com/wVnUa4cB1Zd3GeqPb5uq#6828257 - Tetsujin no Oni

我认为原因至少是我想要一个通用的构造函数和方法，可以接受任何既扩展基类又表现出接口的类，而不仅仅是扩展接口的接口。然后，对Genric的实例化进行接口存在性测试，并将实际类指定为类型参数。理想情况下，我希望class Generic<RenderableT extends Renderable implements Draggable, Droppable, ...> { Generic(RenderableT toDrag) { x = (Draggable)toDrag; } }需要在编译时进行检查。 - peterk

@peterk，您可以通过RenderableT扩展Renderable、Draggable和Droppable来实现这一点……除非我没有理解您希望擦除泛型为您提供的内容。 - Tetsujin no Oni

@TetsujinnoOni，您不了解我的要求是希望在编译时强制只接受实现某些接口的类，并且能够在泛型中引用对象类（展示这些接口），并知道至少在编译时（并且最好在运行时）分配给泛型的任何内容可以安全地转换为指定接口中的任何一个。 这在Java当前的实现方式下不是这种情况。 但这会很好 :) - peterk

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/bounded.html - Paulo Moreira

Answer 2

答案在这里：

 

为了声明一个有界类型参数，需要列出该类型参数的名称，然后是extends关键字，接着是它的上限[...]。请注意，在这个语境中，extends一般用于表示extends（如类）或implements（如接口）。

所以，以上就是答案，虽然有点混乱，但 Oracle 心知肚明。

- MikaelF

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为了增加混淆，getFoo(List<? super Foo> fooList) 只适用于直接由 Foo 扩展的类，例如 class Foo extends WildcardClass。在这种情况下，List<WildcardClass> 将是可接受的输入。但是，任何 Foo 实现的类都不行，例如 class Foo implements NonWorkingWildcardClass 并不意味着 List<NonWorkingWildcardClass> 在 getFoo(List<? super Foo> fooList) 中是有效的。完全清楚！ - Ray

Answer 3

可能是因为对于B和C双方而言，只有类型是相关的，而不是实现方式。在您的示例中

public class A<B extends C>{}

B也可以是一个接口。 "extends"用于定义子接口以及子类。

interface IntfSub extends IntfSuper {}
class ClzSub extends ClzSuper {}

我通常认为'Sub extends Super'是指'Sub类似于Super，但具有额外的功能'，而 'Clz implements Intf'是指'Clz实现了Intf接口'。在您的示例中，这将匹配： B类似于C，但具有额外的功能。这里相关的是功能，而不是实现。

- beetstra

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考虑 <B extends D & E>。E 必须不是一个类。 - Tom Hawtin - tackline

除非你使用类型参数（“E”），否则似乎不能在那个和号字符后面放置一个接口文字，这样Java才能相信它是一个接口。我很想在这一点上得到纠正。 - Jaroslav Záruba

@JaroslavZáruba 说得没错。实际错误是“意外类型，需要：Class，找到：类型参数 E”（我强调“Class”）。然而，原帖作者（不幸的是）将类型名称以及类型参数用单个字母表示= E 应该代表一个实际的类型名称（我想 - 我在十年前写了那条评论）。 - Tom Hawtin - tackline

@TomHawtin-tackline 真糟糕，我本来还希望能有一个变通方法 :) - Jaroslav Záruba

Answer 4

这是一个更为复杂的例子，展示了 extends 可以使用的情况，也可能是你需要的情况：

``` public class A> ```

- ntg

Answer 5

可能基础类型是一个泛型参数，因此实际类型可能是接口或类。例如：

class MyGen<T, U extends T> {

从客户端代码的角度来看，接口和类几乎无法区分，但对于子类型而言，这一点非常重要。

- Tom Hawtin - tackline

Answer 6

我们习惯于

class ClassTypeA implements InterfaceTypeA {}
class ClassTypeB extends ClassTypeA {}

任何与这些规则稍有偏差都会使我们混淆不清。

类型边界的语法定义如下：

TypeBound:
    extends TypeVariable 
    extends ClassOrInterfaceType {AdditionalBound}

^{(JLS 12 > 4.4. Type Variables > TypeBound)}

如果我们对它进行更改，肯定会添加 implements 案例。

TypeBound:
    extends TypeVariable 
    extends ClassType {AdditionalBound}
    implements InterfaceType {AdditionalBound}

最终会得到两个完全相同的处理子句

ClassOrInterfaceType:
    ClassType 
    InterfaceType

^{(JLS 12 > 4.3. 引用类型和值 > ClassOrInterfaceType)}

不过我们还需要考虑 implements，这会让事情更加复杂。我相信这就是为什么使用 extends ClassOrInterfaceType 而不是 extends ClassType 和 implements InterfaceType 的主要原因 - 为了在复杂的概念中保持简单性。问题是我们没有合适的词来涵盖 extends 和 implements，我们绝对不想引入一个新词。

<T is ClassTypeA>
<T is InterfaceTypeA>

尽管 extends 在与接口一起使用时会带来一些混乱，但它是一个更广泛的术语，可以用于描述两种情况。试着将思维调整到扩展类型的概念上（而不是 扩展类或 实现接口）。您通过另一个类型限制类型参数，无论该类型实际上是什么都无所谓。重要的是它是其上限和其超类型。

- Andrew Tobilko

Answer 7

使用哪种术语有些随意，可以任选其一。也许语言设计师认为“extends”是最基本的术语，“implements”是接口的特殊情况。

但我认为，“implements”稍微更合理一些。我认为这样更能传达参数类型不必在继承关系中，而可以处于任何子类型关系中。

Java词汇表表达了类似观点。

- Lii

Answer 8

在中使用“extends”是一个承诺，即数据类型将直接实现Comparable，或者将扩展实现Comparable的类。您可能编写了另一个类A的子类B，该类实现了Comparable，如果您声明数据类型，则在实例化类时可以使用A或B作为数据类型。

- David Hedin-Abreu

Answer 9

事实上，在接口中使用泛型时，关键字也是extends。以下是代码示例：

有两个类实现了Greeting接口：

interface Greeting {
    void sayHello();
}

class Dog implements Greeting {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Greeting from Dog: Hello ");
    }
}

class Cat implements Greeting {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Greeting from Cat: Hello ");
    }
}

测试代码如下：

@Test
public void testGeneric() {
    Collection<? extends Greeting> animals;

    List<Dog> dogs = Arrays.asList(new Dog(), new Dog(), new Dog());
    List<Cat> cats = Arrays.asList(new Cat(), new Cat(), new Cat());

    animals = dogs;
    for(Greeting g: animals) g.sayHello();

    animals = cats;
    for(Greeting g: animals) g.sayHello();
}

- zhangde