摘要:好了,有了这样的背景知识,我们可以来看一下上界通配了,在中,可以使用来界定一个上界,的意思是所有属于的子类,是上界,不能突破天界啊,我们具体化一下,的意思就是,所有的子类都可以匹配这个通配符。
1、上界通配符
首先,需要知道的是,Java语言中的数组是支付协变的,什么意思呢?看下面的代码:
static class A extends Base{ void f() { System.out.println("A.f"); } } static class B extends A { void f() { System.out.println("B.f"); } } static class C extends B { void f() { System.out.println("C.f"); } } static { A[] arrayA = new A[3]; arrayA[0] = new A(); arrayA[1] = new B(); arrayA[2] = new C(); for (A item : arrayA) { item.f(); } } //output A.f B.f C.f
我们明明让数组的类型为A,但是向其中加入B、C也是可以行得通的,为什么呢?我们发现B继承了A,属于A的子类,C继承了B,属于B的子类,Java中的继承是可以传递的,所以C依然属于A的子类,所以B和C都是A的子类,另外一点,在Java中,类型向上转换是非常自然的,不需要强制转换会自动进行,也就是说,B和C的实例都可以自动转换为类型A的实例。好了,有了这样的背景知识,我们可以来看一下上界通配了,在java中,可以使用 extends Type> 来界定一个上界, extends Type>的意思是所有属于Type的子类,Type是上界,不能突破天界啊,我们具体化一下, extends A>的意思就是,所有A的子类都可以匹配这个通配符。所有我们的B、C的实例以及他们的子类的实例都可以匹配,但是Base就不可以,因为Base是A的父类,而我们的上界是A啊,所以当然不能是Base了。很自然的,我们有下面的代码:
A a = new B(); A b = new C(); C c = new C(); List extends A> list = new ArrayList(); list.add(a); list.add(b); list.add(c);
我们觉得很自然这样做是无可厚非的,对吧?但是编译器很显然不允许我们这样做,为什么?我们的list的类型使用了上界通配符啊,而且匹配的是所有A的子类,而我们add的都是A的子类啊,为什么不可以呢?我们再来看一下 extends A>,我们的list可以持有任何A的子类对象,也就是A、B、C的实例都是可以的,那我们是不是可以把 extend B>认为是 extends A>的子类呢? entends C>呢?我们暂且认为是可以这样吧,那看下面的这个方法:
void joke(List extends A> list) { A a = new B(); A b = new C(); C c = new C(); list.add(a); list.add(b); list.add(c); }
当然上面的代码是无法通过编译的,我们分析一下为什么,记住 extends A>是设定上界,所以,joke方法的参数是开放的,我们可以传进去一个 extend A>的list,也可以是一个 extends B>的list,还可以是一个 extends C>的list。因为下面的代码是可以通过编译的:
private static void jokeIn(List list) { // } static { List extends A> list = new ArrayList<>(); List extends B> list1 = new ArrayList<>(); List extends C> list2 = new ArrayList<>(); jokeIn(list); jokeIn(list1); jokeIn(list2); }
好吧,问题来了,当我们传到joke方法中的参数是List extends A>的时候,方法内部的add都是可以接受的,但是当我们传进去的参数是List extends B>的时候,list.add(a)明显是无法成功的,因为我们的list将可以允许持有B的子类,但是A不在这个范围里面,所以是不合法的,当传进去的是List extends C>的时候呢?连list.add(B)也不允许了。所以这就是问题所在,所以不允许这样的代码通过编译是明智的,因为我们不能总是保证调用joke方法的用户会严格传进来一个List extends A>的参数。
那怎么使用上界呢?换句话说,如何来产生一个List extends A>的list呢?还记得一开始我们说的数组协变吗?下面的代码使用了java语言数组具有协变能力来产生一个具有上界的list:
List extends A> list = Arrays.asList(a, b);
Arrays.asList(T ... data)使用了ArrayList的一个构造函数:
ArrayList(E[] array) { a = Objects.requireNonNull(array); }
可以看到使用了数组的协变,使得我们可以在Arrays.asList里面传递进去所以A的子类对象。
2、下界通配符
上界定义了可以达到了最高点,超出就是违法的;而下界则是说明了底线,你只能比底线更高级,低于底线就是违法的。在java里面,可以使用 super Type>来表达下界的意义,具体一点, super A>表达的和 extends A>是两个相反的方向,前者是说所有基于A的基类,后者是说所有基于A的子类,我们再来看一下下面这个方法:
void joke(List super A> list) { A a = new B(); A b = new C(); C c = new C(); list.add(a); list.add(b); list.add(c); }
此时的joke方法的参数是List super A>,此时List super B>和List super C>都变成了List super A>的父类了,因为实际上List super B>和List super C>表达的能力比List super A>更强,也就是List super C>包含了List super B>和List super A>,而List super B>则包含了List super A>,好了,说明了这些之后,我们再来看一下对joke方法的调用会出现哪些情况:
static { List super A> list = new ArrayList<>(); List super B> list1 = new ArrayList<>(); List super C> list2 = new ArrayList<>(); jokeIn(list); jokeIn(list1); // error jokeIn(list2); //error }
好吧,问题出现了,我们可以将List super A> 的参数传递给joke,因为这正是我们需要的,而我们也知道List super A>的表达能力在List super B>和 super C>中是最低的,所以,当我们将一个表达能力强于List super A>的参数传递给joke之后,编译器报错了。当然,这仅仅是为了说明所谓下界的界定。
有了下界,我们可以使用下面的代码来为我们工作了:
List super A> lists = new ArrayList<>(); lists.add(a); lists.add(b); lists.add(c);
解释一下,lists里面的元素类型是这样一种类型,这种类型是A的基类,我们只是界定了下界,只要高于这个下界,就可以被lists接收,而b、c的基类都是A,可以被lists接收,所以上面的代码是可以工作的。
3、无界通配符
有了上界和下界,还有无界,需要说明的一点是,不能同时使用上界和下界,因为有无界啊(开玩笑的)!!
我们在java中使用>来表达无界,对于>,目前来讲锁表达的意思是:
我是想要java的范型来编写这段代码,我在这里并不是想使用原生类 型,但是在当前这种情况下,泛型参数可以持有任何类型。 ----来自《java编程思想》15.10.3 无界通配符(686页)
使用无界通配符的一种场景是:如果向一个使用>的方法传递了一个原生类型,那么对编译器来说可能会推断出实际的参数类型,使得这个方法可以回转并且调用另外一个使用这个确切类型的方法。这叫做“类型捕获”,看下面的代码:
static class Holder{ private T data; public Holder() { } public Holder(T data) { this.data =data; } public T getData() { return data; } public void setData(T data) { this.data = data; } } static void actual(Holder holder) { System.out.println(holder.getData()); } static void func(Holder> holder) { actual(holder); } static { Holder> holder = new Holder<>("hujian"); func(holder); }
可以看到,actual的参数是具体的T,而func的参数是无界的>,这里发生了一件参数类型捕获的事情,在调用func的时候,类型被捕获,而可以在actual方法中使用我们从func中传递进来的无界参数。
可以使用无界通配符来接收多个类型的对象,然后根据不同的类型来交付给不同的方法来处理,可以回忆一下操作系统的中断处理程序的处理方法,通过安装一些中断类型和与之对应的handler,然后通过控制程序来将中断处理信号分发到不同的handler中处理,其实思想是一样的,可以看一下下面的代码来理解这个模型:
staticvoid actual(Holder holder) { T data = holder.getData(); if (data instanceof String) { actual((String) data); } else if (data instanceof Integer) { actual((Integer) data); } else if (data instanceof Double) { actual((Double) data); } } static void actual(String holder) { System.out.print("string:" + holder); } static void actual(Integer holder) { System.out.println("Integer:" + holder); } static void actual(Double holder) { System.out.println("double:" + holder); } static void func(Holder> holder) { actual(holder); }
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