Java泛型之協變、逆變、extends與super選擇方法

要了解協變與逆變，首先要引入：

根據Liskov替換原則，如果C是P的子類，則P可以代替C，即P p = new C();
C繼承於P，記做為C

什麼是不變

##如果F是不變，當C

除例如Integer是Number的子類，根據Liskov替換原則

Number number = new Integer(1);  //correct

但是如果這樣寫就會報錯

List<Number> list = new ArrayList<Integer>(1);  //error

雖然Number和Integer存在繼承關係：Integer # List 和List 不存在任何繼承關係什麼是協變

如果F是協變的，當C

#Java 提供了一個extends將不變轉為協變，例如：

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>(1);  //corrent

此時的

List extends Number>可以看作為ArrayList的父類別

??extend Number 可以看作為一個型別範圍，表示Number的某一個子類別

陣列預設是協變的

Number[] numbers = new Integer[3];

什麼是逆變

如果F是逆變的，當C = F(P)

Java 提供了一個super來將不變轉為協變，例如：

List<? super Number> list = new ArrayList<Object>(1);  //corrent

此時的 

List super Number>可以看身為 ArrayList

#extends 和super

首先，我們來看看Collection.add的實作：

public interface List<E> extends Collection<E> { boolean add(E e); }

下面程式碼將會報錯？ ? extends Number與Integer類型不符

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>(); // correct
list.add(Integer.valueOf(1));  //error

首先在呼叫add方法時，泛型

E自動變成了 extends Number>

第二行報錯，也就是說

? extends Number不是Integer的父類別。這裡要將 List extends Number>是ArrayList的父類別區分開。

? extends Number可以看作為一個類型範圍中某一個類型，表示Number的某一個子類，但又沒明確是哪個子類，可能是Float，可能是Short ，也可能是Integer的子類別（Integer被final修飾，不可能有子類，這裡只是一種假設情況），它只確定了它的上界為Number，並沒有確定下界（有可能存在 ?extends NumberInteger<code>），因此 #? extends Number不是Integer的父類別

# 將上面程式碼稍做修改就正確了：

List<? super Number> list = new ArrayList<Object>(); // correct
list.add(Integer.valueOf(1));  //correct

首先因為逆變，

List super Number>是ArrayList

第二行： 

? super Number是Integer的父類，原因是：? super Number表示Number的某一個父類，可能是Serializable也可能是 Object 但不管是哪個，Number的父類別一定是Integer的父類，因此第二行也正確

#使用extends還是super呢

java.util.Collections的copy方法(JDK1.7)給了我們答案：

public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
    int srcSize = src.size();
    if (srcSize > dest.size())
        throw new IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest");

    if (srcSize < COPY_THRESHOLD ||
        (src instanceof RandomAccess && dest instanceof RandomAccess)) {
        for (int i=0; i<srcSize; i++)
            dest.set(i, src.get(i));
    } else {
        ListIterator<? super T> di=dest.listIterator();
        ListIterator<? extends T> si=src.listIterator();
        for (int i=0; i<srcSize; i++) {
            di.next();
            di.set(si.next());
        }
    }
}

• 要從泛型類別取資料時，用extends；

• 要寫資料到泛型類別時，用super；

• 既要取又要寫，就不用通配符（即extends與super都不用）

private static <E> E getFirst(List<? extends E> list){
    return list.get(0);
}

private static <E> void setFirst(List<? super E> list, E firstElement){
    list.add(firstElement);
}

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    setFirst(list, 1);
    Number number = getFirst(list);
}

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