Java理论与实践: 使用通配符简化泛型使用 - 编程入门网

Java理论与实践: 使用通配符简化泛型使用

自从泛型被添加到 JDK 5 语言以来，它一直都是一个颇具争议的话题。一部 分人认为泛型简化了编程，扩展了类型系统从而使编译器能够检验类型安全；另 外一些人认为泛型添加了很多不必要的复杂性。对于泛型我们都经历过一些痛苦 的回忆，但毫无疑问通配符是最棘手的部分。

通配符基本介绍

泛型是一种表示类或方法行为对于未知类型的类型约束的方法，比如 “不管 这个方法的参数 x 和 y 是哪种类型，它们必须是相同的类型”，“必须为这些 方法提供同一类型的参数” 或者 “foo() 的返回值和 bar() 的参数是同一类 型的”。

通配符 — 使用一个奇怪的问号表示类型参数 — 是一种表示未知类型的类 型约束的方法。通配符并不包含在最初的泛型设计中（起源于 Generic Java （GJ）项目），从形成 JSR 14 到发布其最终版本之间的五年多时间内完成设计 过程并被添加到了泛型中。

通配符在类型系统中具有重要的意义，它们为一个泛型类所指定的类型集合 提供了一个有用的类型范围。对泛型类 ArrayList 而言，对于任意（引用）类 型 T，ArrayList<?> 类型是 ArrayList<T> 的超类型（类似原始 类型 ArrayList 和根类型 Object，但是这些超类型在执行类型推断方面不是很 有用）。

通配符类型 List<?> 与原始类型 List 和具体类型 List<Object> 都不相同。如果说变量 x 具有 List<?> 类型，这 表示存在一些 T 类型，其中 x 是 List<T>类型，x 具有相同的结构，尽 管我们不知道其元素的具体类型。这并不表示它可以具有任意内容，而是指我们 并不了解内容的类型限制是什么 — 但我们知道存在 某种限制。另一方面，原 始类型 List 是异构的，我们不能对其元素有任何类型限制，具体类型 List<Object> 表示我们明确地知道它能包含任何对象（当然，泛型的类 型系统没有 “列表内容” 的概念，但可以从 List 之类的集合类型轻松地理解 泛型）。

通配符在类型系统中的作用部分来自其不会发生协变（covariant）这一特性 。数组是协变的，因为 Integer 是 Number 的子类型，数组类型 Integer[] 是 Number[] 的子类型，因此在任何需要 Number[] 值的地方都可以提供一个 Integer[] 值。另一方面，泛型不是协变的， List<Integer> 不是 List<Number> 的子类型，试图在要求 List<Number> 的位置提供 List<Integer> 是一个类型错误。这不算很严重的问题 — 也不是所有人 都认为的错误 — 但泛型和数组的不同行为的确引起了许多混乱。

我已使用了一个通配符 — 接下来呢？

清单 1 展示了一个简单的容器（container）类型 Box，它支持 put 和 get 操作。 Box 由类型参数 T 参数化，该参数表示 Box 内容的类型， Box<String> 只能包含 String 类型的元素。

清单 1. 简单的泛型 Box 类型

public interface Box<T> { 　　 public T get(); 　　 public void put(T element); }

通配符的一个好处是允许编写可以操作泛型类型变量的代码，并且不需要了 解其具体类型。例如，假设有一个 Box<?> 类型的变量，比如清单 2 unbox() 方法中的 box 参数。unbox() 如何处理已传递的 box？

清单 2. 带有通配符参数的 Unbox 方法

public void unbox(Box<?> box) { 　　 System.out.println(box.get()); }

事实证明 Unbox 方法能做许多工作：它能调用 get() 方法，并且能调用任 何从 Object 继承而来的方法（比如 hashCode()）。它惟一不能做的事是调用 put() 方法，这是因为在不知道该 Box 实例的类型参数 T 的情况下

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