主要内容
- 参考博客
- 为什么要用通配符和边界
- 什么是上界?
- 什么是下界?
- 上下界通配符的副作用
- PECS原则
0. 概念

<? extends T>和<? super T>是Java泛型中国的“通配符”和“边界”的概念。
<? extends T>:是指“上界通配符”
<? super T>:是指“下界通配符”
1. 为什么要用通配符和边界?
1.在使用泛型的过程中,经常出现一种很别扭的情况,举个例子:我们有Fruit类和它的派生类Apple类.
class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}
然后有一个最简单的容器:Plate类。盘子里放的是一个泛型的东西:T。我们可以对这个东西做最简单的“放”和“取”
的动作:set()和get()方法。
class Plate<T>{
private T item;
public Plate(T t) {
item = t;
}
public void set(T t) {
item = t;
}
public T get() {
return item;
}
}
2.现在我定义一个“水果盘子”,逻辑上水果盘子当然可以装苹果。
Plate<Fruit> p = new Plate<Apple>(new Apple())
3.但实际上Java编译器不允许这个操作。会报错:“装苹果的盘子”无法转换成“装水果的盘子”。
error: incompatible types: Plate<Apple> cannot be converted to Plate<Fruit>
4.编译器认定的逻辑是这样的:
* 苹果 is a 水果
* 装苹果的盘子 is not a 装水果的盘子
所以就算容器中装的东西有继承关系,但容器之间是没有继承关系的。所以我们不可以让装水果的盘子Plate<Fruit>
的引用指向装苹果的盘子Plate<Apple>
5.所以为了让泛型用起来更舒服,Sun公司就想出来<? extends T>和<? super T>的办法,来让“水果盘子”和
“苹果盘子”之间发生关系。
2.什么是上界?
<? extends T>:T是上界
1.下面的代码就是“上界通配符”
Plate<? extends Fruits>
翻译出来就是:一个能放水果和所有水果派生类的盘子。再直白点就是:啥水果都能放的盘子。
Plate<? extends Fruit>和Plate<Apple>最大的区别就是:Plate<? extends Fruit>是Plate<Fruit>以及
Plate<Apple>的基类。
直接的好处就是,我们可以用“苹果盘子”给“水果盘子”赋值了。类似于向上转型。
Plate<? extends Fruit> p = new Plate<Apple>(new Apple());
2.把Fruit和Apple的例子再扩展一下,食物分成水果和荣磊,水果有苹果和香蕉,肉类有猪肉和牛肉,苹果还有
青苹果和红苹果。
class Food{}
class Fruit extends Food{}
class Meat extends Food{}
class Apple extends Fruit{}
class Banana extends Fruit{}
class Pork extends Meat{}
class Beef extends Meat{}
class RedApple extends Apple{}
class GreenApple extends Apple{}
着这个体系中,上界通配符Plate<? extends Fruit>覆盖下图中蓝色的区域:

3.什么是下界?
<? super T>:T是下界
1.相应的“下界通配符”,Plate<? super Fruit>表达的就是相反的概念:
一个能放水果以及一切是水果基类(父类)的盘子。Plate<? super Fruit>是Plate<Fruit>的基类(上界通配符和
下界通配符都是Plate<T>的基类),但不是Plate<Apple>的基类。
2.对应上面的例子,Plate<? super Fruit>覆盖下图中红色的区域:

4. 上下界通配符的副作用
1.边界让Java不同泛型之间的转换更容易了,但这样的转换也有一定的副作用,那就是容器的部分功能可能失效。
主要是“存”和“取”元素。
2.还是以刚才的Plate为例,我们可以对盘子做两件事,往盘子里set()新东西,以及从盘子里get()东西。
class Plate<T> {
private T item;
public Plate(T t) {
item = t;
}
public void set(T t) {
item = t;
}
public T get() {
return item;
}
}
4.1 上界通配符<? extends Fruit>不能向容器中存东西,只能(有限制地)往外取东西
取东西只能用T接收或者T的基类接收。
1.<? extends Fruit>会使往盘子里放东西的set()方法失效。但取东西get()方法有效。比如下面例子中的俩个
set()方法,插入Apple和Fruit都报错。
Plate<? extends Fruit> p = new Platte<Apple>(new Apple());
p.set(new Fruit());
p.set(new Apple());
Fruit newFruit1 = p.get();
Object newFruit2 = p.get();
Apple newFruit3 = p.get()
2.原因是编译器只知道容器内是Fruit或者它的派生类,所以取时不能用具体的派生类接收。只能用Fruit或者Fruit的
基类接收。
所以通配符<?>和类型参数<T>的区别就在于,对于编译器来说所有的T都代表同一种类型。比如下面这个泛型方法里,
三个T都指代同一个类型,要么都是String,要么都是Integer。
public <T> List<T> fill(T... t);
3.但通配符<?>没有这种约束,Plate<?>单纯的就表示:盘子里放了一个东西,是什么我不知道。
所以存操作的问题就出现在这里:上界通配符Plate<? extends Fruit>里面放什么不确定,都是Fruit的派生类。存
操作时,接收却只是用了一个占位符或者通配符来接收,来表示捕获一个Fruit类或其子类,具体什么类不知道。然后无论
是想往里面插入Apple或者Meat或者Fruit编译器都不知道能不能和这个占位符匹配,所以村操作都不允许。
所以存操作失效,什么都放不进去。
4.2 下界<? super T>不影响往里面存,但是往外取时只能放到Object对象里面去。
1.理解一下:下界通配符Plate<? super Fruit>意味着容器中存的都是Fruit和所有Fruit的基类。那么此时取出来的东
西也只可能是Fruit或Fruit的基类,但是具体是哪个类不知道,所以只能用Object接收。所以<? super Fruit>会使从盘子
里取东西的get()方法部分失效,只能存放到Object对象里面。
Plate<? super Fruit> p = new Plate<Fruit>(new Fruit());
p.set(new Fruit());
p.set(new Apple());
Apple newFruit3 = p.get();
Fruit newFruit1 = p.get();
Object newFruit2 = p.get();
2.但是set()存操作正常。
因为下界规定了元素的最小粒度的下限,实际上是放松可容器元素的类型控制。因为存放的元素都是Fruit的基类,那只
要往里面存的粒度都比Fruit小或等都可以。但往外读取元素就费劲了,只有所有类的基类Objeect对象才能保证每次都装下。
但是这样的话,元素的类型信息就全部丢失了。
5.PECS原则
现在PESC原则(Producer Extends Consumer Super),就很好理解了。
* 频繁往外读取内容的适合:上界通配符<? extends T>
* 频繁往里插入的,设立:下界通配符<? super T>