Java泛型的协变与逆变
泛型擦除
Java的泛型本质上不是真正的泛型,而是利用了类型擦除(type erasure),比如下面的代码就会出现错误:
报的错误是:both methods have same erasure
原因是java在编译的时候会把泛型,上面的<String>和<Integer>都给擦除掉(其实并没有真正的被擦除,javap -l -p -v -c可以看到LocalVariableTypeTable
里面有方法参数类型的签名)。
协变与逆变
理解了类型擦除有助于我们理解泛型的协变与逆变,现有几个类如下:
Plant Fruit Apple Banana Orange
其中Apple、Banana、Orange是Fruit的子类,Fruit是Plant的子类。我们来看下下面的代码:
这里有些同学可能不明白,为什么编译会报错呢?ArrayList是List的子类,Apple是Fruit的子类,那么我这里的泛型转换为什么出问题呢?
因为泛型没有内建的协变类型,无法将List<Fruit>和ArrayList<Apple>关联起来,所以在编译阶段就会出现错误。
协变
于是我们可以利用通配符实现泛型的协变:<? extends T>子类通配符;这个通配符定义了?继承自T,可以帮助我们实现向上转换:
看起来很美好吧,其实不然。这里我们要理解当转换之后list中的数据类型是什么。虽然将Apple类型赋值给了list,但是list的类型是? extends Fruit,
把? extends Fruit看成一个整体,我们能确定list的具体类型肯定是Fruit或者Fruit的父类(因为一个类只能有一个直接父类,所以确定了Fruit,那么Fruit的父类
则都是可以确定的),而不能确定list的类型是Fruit的子类当中具体的哪一个?(有多个类都继承自Fruit),所以这也就直接导致了一旦使用了<? extends T>
向上转换之后,不能再向list中添加任何类型的对象了,这个时候只能选择从list当中get数据而不能add。
另外还需要注意的是,这个时候从list当中get出来的数据不再是Apple,而是Fruit或者Fruit的父类:
逆变
逆变则和协变相反,它是向下转换:
逆变使用通配符? super T(超类通配符),如上面代码,Fruit是Apple的超类,则这个时候对于JVM来说,它能确定list的类型的超类肯定是Apple
或者Apple的父类,换言之该类型就是Apple或者Apple的子类,所以和上面的协变一样,既然确定了类型的范围,那么list能够add的类型也就是Apple或者Apple的子类了。
从逆变和协变的描述中我们可以总结一下:协变用于下转上,转换之后不能再添加任何类型;逆变用于上转下。
具体什么使用使用协变,什么时候使用逆变,可以参考这篇文章:
其中提到PECS(producer-extends, consumer-super)。比如list.get(0)这种,list作为数据源producer;而list.add(new Apple()),list作为数据处理端consumer。
本文结束!
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