原始类型、无限制通配符和在泛型中使用 Object 有什么区别？

Question

我正在阅读《Effective Java》中关于泛型的章节。

请帮我理解Set、Set<?>和Set<Object>之间的区别？

以下段落摘自该书：

Set<Object>是一个参数化类型，表示可以包含任何类型对象的集合；Set<?>是通配符类型，表示只能包含某种未知类型的对象的集合；而Set则是原始类型，不使用泛型类型系统。

“某种未知类型”是什么意思？所有未知类型是否都是Object类型？那么，Set<?>和Set<Object>之间的具体区别是什么？

- Vinoth Kumar C M

Answer 1

• 原始类型(Set)将该类型视为根本没有任何泛型类型信息。请注意，不仅类型参数T将被忽略，而且该类型的方法可能具有的所有其他类型参数也将被忽略。您可以向其添加任何值，并始终返回Object。
• Set<Object>是一个接受所有Object对象(即所有对象)的Set，并将返回类型为Object的对象。
• Set<?>是一个接受某些特定但未知类型的所有对象的Set，并将返回该类型的对象。由于对此类型一无所知，因此您无法向该集合中添加任何内容(除了null)，并且您所知道的关于它返回的值的唯一事情是它们是Object的某个子类型。

- Joachim Sauer

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那么原始类型（set）和接受Object类型的集合（Set<Object>）是一样的吗？ - orrymr

@orrymr：它的工作方式非常相似，但明确不兼容赋值（某些边角情况实际上是不同的）。此外，从技术上讲，它并不总是“Object”，而是泛型类型的下限（即如果泛型类型只是<T>，则为“Object”，但如果泛型类型是<T extends Number>，则下限为“Number”）。 - Joachim Sauer

不兼容赋值，因此您不能说： Set <Object> mySet = new Set <Integer>; 这是因为 Set <Integer> 不继承自 Set <Object> 吗？ - orrymr

Answer 2

在运行时，由于类型擦除，JVM 只会看到“Set”。

在编译时，有所不同：

“Set”对一个类型“E”进行了参数化，将“Object”作为参数，因此，“Set.add(E element)”将被参数化为“Set.add(Object element)”。

另一方面，“Set”在类型“E”上添加了通配符，因此，“Set.add(E element)”被翻译为“Set.add(? element)”。由于这是无法编译的，Java 将其“翻译”为“Set.add(null element)”。这意味着您不能向该集合中添加任何内容（除了 null）。原因是通配符引用了未知类型。

- Buhake Sindi

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虽然Set<Object>被参数化为Set.add(Object element)，但是不可能添加Object的子类型（例如String），对吗？ - Vinoth Kumar C M

这是可能的，因为所有具体类都隐式/显式地扩展了Object。 - Buhake Sindi

那么为什么这段代码无法编译？Set<Object> set = new HashSet<Integer>(); - Vinoth Kumar C M

因为您错误地实例化了集合。实例set必须具有与您分配的相同类型T。正确的做法是Set<Object> set = new HashSet<Object>();。您的代码可能被解释为Set<T> set = new HashSet<U>()（在泛型术语中，T != U）。 - Buhake Sindi

Answer 3

“some unknown type”是什么意思？

这就意味着——Set有一些泛型参数，但我们不知道具体是什么。因此，赋值给“Set<?>”变量的Set可以是一个“Set<String>”，或一个“Set<Integer>”，或一个“Set<Map<Integer, Employee>>”，或者包含任何其他特定类型的集合。

那么这对你如何使用它有什么影响呢？那么，从中获取到的任何东西都将是“?”的实例，无论它是什么。由于我们不知道类型参数是什么，所以你只能比较笼统地说，集合中的元素可分配给Object（仅因为所有类都继承自它）。

如果你想往集合中添加一些内容，那么“add”方法需要一个“?”（很合理，因为这是集合内对象的类型）。但是，如果你尝试添加任何特定的对象，怎么能确定这是类型安全的呢？你不能——如果你插入一个字符串，你可能会把它放进一个“Set<Integer>”，这会破坏泛型提供的类型安全性。因此，虽然你不知道泛型参数的类型，但你不能提供任何这种类型的参数(唯一的例外是null，因为它是任何类型的“实例”)。

与大多数与泛型相关的答案一样，这个问题集中在集合上，因为它们更容易直观地理解。但是这些讨论适用于任何需要泛型参数的类——如果它使用未限定的通配符参数“？”来声明，那么你就不能提供任何参数，而且你接收到的任何值也只能分配给Object。

- Andrzej Doyle

Answer 4

Set: 这里没有泛型，不安全。可以添加任何想要的内容。

Set<?>: 一组我们不知道其类型的集合。与Set<? extends Object>相同。可以引用任何类型的集合，但该类型必须在实例化集合时定义。使用通配符引用，我们无法修改集合（不能添加或删除除null以外的任何内容）。就像一个视图。

Set<Object>: 包含对象（仅基类，不包括子类）的集合。我的意思是，您可以使用Object类型的集合实例化集合，例如HashSet<Object>，但不能使用HashSet<String>。当然，您可以向集合中添加任何类型的元素，但这只是因为所有内容都是对象或对象的子类。如果将集合定义为Set，则只能添加数字和数字的子类，而不能添加其他内容。

- Mister Smith

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一个 Set<Object> 绝对可以包含任何 Object 的子类，你可以添加 Integer、String 和其他所有对象进去。 - Joachim Sauer

那么为什么这段代码无法编译？Set<Object> set = new HashSet<Integer>() - Vinoth Kumar C M

@cmv 因为你将集合引用定义为类型为 Object 的 Set，没有更多的信息。你应该写成 Set<? extends Object> 才能编译通过。请注意，使用数组时可以写成 Object[] arr = new Integer[3];。 - Mister Smith

@cmv 编译器阻止您将 HashSet<Integer> 分配给 Set<Object> 或甚至 HashSet<Object> 的原因是因为在持有该引用时，您会添加一个不是整数的元素。 - Mister Smith

Answer 5

Set<Object>和Set<?>之间的区别在于，类型为Set<?>的变量可以分配更具体的泛型类型，例如：

Set<?> set = new HashSet<Integer>();

当 Set<Object> 只能被赋值为 Set<Object> 时：

Set<Object> set = new HashSet<Integer>(); // won't compile

Set<Object>仍然很有用，因为任何对象都可以放入其中。在这个意义上，它很像原始的Set，但与通用类型系统配合得更好。

- Avi

Answer 6

我向朋友解释了这个项目，并具体要求使用"safeAdd"方法作为不安全添加示例的对策。因此，这就是它。

public static void main(String[] args) {
    List<String> strings = new ArrayList<String>();

    unsafeAdd(strings, new Integer(42)); // No compile time exceptions

    // New 
    safeAdd(strings, new Integer(42)); // Throwing an exception at compile time


    String s = strings.get(0); // Compiler-generated cast

}

private static void unsafeAdd(List list, Object o) {
    list.add(o);
}


private static <E> void safeAdd(List<E> list, E o) {
    list.add(o);
}

- th3byrdm4n

Answer 7

Set<?> set = new HashSet<String>();
set.add(new Object()); // compile time error

由于我们不知道集合的元素类型，因此无法向其中添加对象。 add() 方法接受类型为 E 的参数，即 Set 的元素类型。 当实际类型参数为 ? 时，它代表某种未知类型。我们传递给 add 的任何参数都必须是该未知类型的子类型。由于我们不知道该类型是什么，因此无法传递任何内容。唯一的例外是 null，它是每种类型的成员。

给定一个 Set<?>，我们可以调用 get() 并利用结果。结果类型是未知的，但我们总是知道它是一个对象。因此，将 get() 的结果分配给类型为 Object 的变量或将其作为参数传递到期望类型为 Object 的位置是安全的。

- Narendra Yadala

Answer 8

假设你正在编写一个通用方法，以打印出List中出现的元素。现在，这个方法可以用于打印类型为Integer、Double、Object或其他任何类型的Lists。你会选择哪一个？

List<Object> ：如果我们使用这个，这将帮助我们仅打印类型为 Object 的元素。它不适用于打印属于其他类别（例如 Double）的元素。这是因为泛型默认不支持继承，需要使用“super”关键字明确指定。

// 仅打印类型为 'Object' 的对象

public static void printList(List<Object> list) {
    for (Object elem : list)
        System.out.println(elem + " ");
    System.out.println();
}

List<?> ：这可以帮助我们拥有一个通用的方法来打印任何数据类型。我们可以使用此方法来打印任何类型的实例。

// 类型将取决于传递的内容
public static void printList(List<?> list) {
    for (Object elem: list)
        System.out.print(elem + " ");
    System.out.println();
}

- Subodh Karwa