Java中 ? extends T 和 ? super T的理解

? 萬用字元型別

• <? extends T> 表示型別的上界，表示引數化型別的可能是T 或是 T的子類;
• <? super T> 表示型別下界（Java Core中叫超型別限定），表示引數化型別是此型別的超型別（父類別型），直至Object;

上界<? extends T>不能往裡存，只能往外取

比如，我們現在定義：List<? extends T>首先你很容易誤解它為繼承於T的所有類的集合，你可能認為，你定義的這個List可以用來put任何T的子類，那麼我們看下面的程式碼：

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        List<? extends Father> list = new LinkedList<>();
        list.add(new Son());
    }
}
class Human{
}
class Father extends Human{
}
class Son extends Father{
}
class LeiFeng extends Father {
}

list.add(new Son());這行會報錯：The method put(Son) is undefined for the type List<capture#1-of ? extends Father>

List<? extends Father> 表示 “具有任何從Son繼承型別的列表”，編譯器無法確定List所持有的型別，所以無法安全的向其中新增物件。可以新增null,因為null 可以表示任何型別。所以List 的add 方法不能新增任何有意義的元素，但是可以接受現有的子型別List 賦值。

你也許試圖這樣做：

List<? extends Father> list = new LinkedList<Son>();
list.add(new Son());

即使你指明瞭為Son型別，也不能用add方法新增一個Son物件。

list中為什麼不能加入Father類和Father類的子類呢，我們來分析下。

List<? extends Father>表示上限是Father,下面這樣的賦值都是合法的

   List<? extends Father> list1 = new ArrayList<Father>();
   List<? extends Father> list2 = new ArrayList<Son>();
   List<? extends Father> list3 = new ArrayList<LeiFeng>();

如果List<? extends Father>支援add方法的話：

• list1可以add Father和所有Father的子類；
• list2可以add Son和所有Son的子類；
• list3可以add LeiFeng和所有LeiFeng的子類。

下面程式碼是編譯不通過的：

list1.add(new Father());//error
list1.add(new Son());//error

原因是編譯器只知道容器內是Father或者它的派生類，但具體是什麼型別不知道。可能是Father？可能是Son？也可能是LeiFeng，XiaoMing？編譯器在看到後面用Father賦值以後，集合裡並沒有限定引數型別是“Father“。而是標上一個預留位置：CAP#1，來表示捕獲一個Father或Father的子類，具體是什麼類不知道，代號CAP#1。然後無論是想往裡插入Son或者LeiFeng或者Father編譯器都不知道能不能和這個CAP#1匹配，所以就都不允許。

所以萬用字元<?>和型別引數的區別就在於，對編譯器來說所有的T都代表同一種型別。比如下面這個泛型方法裡，三個T都指代同一個型別，要麼都是String，要麼都是Integer。

public <T> List<T> fill(T... t);

但萬用字元<?>沒有這種約束，List<?>單純的就表示：集合裡放了一個東西，是什麼我不知道。

所以這裡的錯誤就在這裡，List<? extends Father>裡什麼都放不進去。

List<? extends Father> list不能進行add，但是，這種形式還是很有用的，雖然不能使用add方法，但是可以在初始化的時候一個Season指定不同的型別。比如：

List<? extends Father> list1 = getFatherList();//getFatherList方法會返回一個Father的子類的list

另外，由於我們已經保證了List中儲存的是Father類或者他的某一個子類，所以，可以用get方法直接獲得值：

List<? extends Father> list1 = new ArrayList<>();
Father father = list1.get(0);//讀取出來的東西只能存放在Father或它的基礎類別裡。
Object object = list1.get(0);//讀取出來的東西只能存放在Father或它的基礎類別裡。
Human human = list1.get(0);//讀取出來的東西只能存放在Father或它的基礎類別裡。
Son son = (Son)list1.get(0);

下界<? super T>不影響往裡存，但往外取只能放在Object物件裡

下界用super進行宣告，表示引數化的型別可能是所指定的型別，或者是此型別的父類別型，直至Object。

//super只能新增Father和Father的子類，不能新增Father的父類別,讀取出來的東西只能存放在Object類裡
List<? super Father> list = new ArrayList<>();
list.add(new Father());
list.add(new Human());//compile error 
list.add(new Son());
Father person1 = list.get(0);//compile error 
Son son = list.get(0);//compile error 
Object object1 = list.get(0);

因為下界規定了元素的最小粒度的下限，實際上是放鬆了容器元素的型別控制。既然元素是Father的基礎類別，那往裡存粒度比Father小的都可以。出於對型別安全的考慮，我們可以加入Father物件或者其任何子類（如Son）物件，但由於編譯器並不知道List的內容究竟是Father的哪個超類，因此不允許加入特定的任何超類（如Human）。而當我們讀取的時候，編譯器在不知道是什麼型別的情況下只能返回Object物件，因為Object是任何Java類的最終祖先類。但這樣的話，元素的型別資訊就全部丟失了。

PECS原則

最後看一下什麼是PECS（Producer Extends Consumer Super）原則，已經很好理解了：

• 頻繁往外讀取內容的，適合用上界Extends。
• 經常往裡插入的，適合用下界Super。

總結

• extends 可用於返回型別限定，不能用於引數型別限定（換句話說：? extends xxx 只能用於方法返回型別限定，jdk能夠確定此類的最小繼承邊界為xxx，只要是這個類的父類別都能接收，但是傳入引數無法確定具體型別，只能接受null的傳入）。
• super 可用於引數型別限定，不能用於返回型別限定（換句話說：? supper xxx 只能用於方法傳參，因為jdk能夠確定傳入為xxx的子類，返回只能用Object類接收）。
• ? 既不能用於方法引數傳入，也不能用於方法返回。

帶有super超型別限定的萬用字元可以向泛型物件中寫入，帶有extends子型別限定的萬用字元可以向泛型物件讀取。

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