Java泛型解析(02)：通配符限定
阿新 • • 發佈：2017-07-31
target 程序 無法 pri 變量 div super 學習 return
Java泛型解析(02)：通配符限定
考慮一個這種場景。計算數組中的最大元素。 [code01]
<T extends Bounding Type>，表示T類型應該是綁定類型及其子類型(subType)，T和綁定類型能夠是類或者接口，使用extendskeyword由於它更接近於子類的概念，另外Java設計者並不打算為Java加入新的keyword如：sub
Java泛型解析(02)：通配符限定
Java泛型解析(03)：虛擬機運行泛型代碼 Java泛型解析(04)：約束和局限性
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考慮一個這種場景。計算數組中的最大元素。 [code01]
public class ArrayUtil {
public static <T> T max(T[] array) {
if (array == null || 0 == array.length) { return null ;}
T max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if (max.compareTo(array[i]) < 0) {max = array[i];}
}
return max;
}
} public class ArrayUtil {
public static <T extends Comparable<T>> T max(T[] array) {
if (array == null || 0 == array.length) { return null ;}
T max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if (max.compareTo(array[i]) < 0) {max = array[i];}
}
return max;
}
}<T extends Bounding Type>，表示T類型應該是綁定類型及其子類型(subType)，T和綁定類型能夠是類或者接口，使用extendskeyword由於它更接近於子類的概念，另外Java設計者並不打算為Java加入新的keyword如：sub
<T extends Runnable & Serializable>細心的讀者可能會發現。這裏限定的都是interface。假設限定為class是不是也這麽自由的呢？先不急著回答這個問題。我們知道Java中能夠實現多個接口，而繼承僅僅能是單繼承，可想而知。當我們給T限定類型的時候，限定為某個class的時候是有限制的，看看以下幾組泛型限定的代碼 [code04]
<T extends Runnable & Serializable & ArrayList> // 錯誤
<T extends Runnable & ArrayList & Serializable> // 錯誤
<T extends ArrayList & LinkedList & Serializable> // 錯誤
<T extends ArrayList & Runnable& Serializable> // 正確
不難看出，假設要限定T為class的時候，就有一個非常嚴格的規則，這個class僅僅能放在第一個。最多僅僅能有一個class。事實上非常easy理解，這樣一來。就行嚴格控制T類型是單繼承的，遵循Java的規範。
小結：
1.類型限定僅僅能限定某個類型及其子類。使用keywordextends。
2.多個類型參數用","隔開。如：<K, V>，多個限定類型用"&"隔開。如： <T extends Runnable & Serializable>
3.限定interface的時候。對interface的個數和順序無嚴格要求，限定class時。則須要將class類型置於第一個，且最多僅僅能存在一個class類型。
鉆牛角尖：
問：類型限定中能夠通過 extends 來限定子類型，能否夠通過類似superkeyword來限定超類型呢？
答：哈哈。問的好。接下來一一揭曉。
比較遺憾的是，類似<T extends Runnable & Serializable>這種泛型限定子類的語法。來限定超類是沒有成為Java中的一個語法規範的，比如：
[code05]<T super File & Runnable> // 錯誤code03中的類型參數的定義是錯誤的。至少眼下Java中沒有這種規範來支撐這種語法，怎樣解釋這個問題，筆者得花一番心思了... 不得不請教面向對象先生了： 1.面向接口(抽象)編程，而非面向實現編程。這個設計原則告訴我們。方法調用通過高層的抽象類或者接口來進行。詳細調用的方法體就是我們實際執行時期傳遞的詳細實現類的實例。這也是多態的一種體現。我們實現自己的泛型是提供後期應用程序猿使用的。限定一個子類，這就須要我們通過子類來調用方法，而調用的方法體則是這個類的超類的實例。繼承結構越往上就可能是abstract的。或者是interface。抽象類和接口是無法實例化對象。這樣的反設計讓調用面臨失敗。一旦限定的這個類就是抽象的或者是接口，必然會造成這個泛型類或泛型方法無法使用，導致設計失敗。舉個樣例： [code06]
public static <T super Runnable> void test(T runner) {
runner.run();
}
這個T類型限定為Runnable的超類。這個Runnable是一個接口。無法實例化對象，方法參數runner就是一個不存在的實例，所以這是一個失敗的設計。並且這樣的語法也無法通過編譯器。
面向對象先生的解釋對剛開始學習的人可能有點晦澀難懂。沒關系。這裏僅僅要知道Java是不能支持這樣的泛型限定的。不管從設計角度，還是從後期擴展的角度。都是說只是去的。
可是不能這樣定義泛型。並不代表Java泛型中就沒有 super keyword了，接下來說說泛型中的通配符類型。有了前面的基礎。這裏恐怕不是問題了。 通配符類型 通配符類型，相比於固定的泛型類型，它是一個巧妙的解決方式。如： [code07]Couple<? extends Employee>表示Couple的泛型類型是Employee或者其子類，Couple<Manager>滿足。而Couple<File>不滿足了。通配符用 "?" 表示。 我們來打印一下夫婦類中的wife： [code08]
public static void printWife(Couple<Employee> couple) {
Employee wife = couple.getWife();
System. out.println(wife);
}
code08中的方法參數僅僅能將Employee組成的夫婦傳入。貌似經理的如Couple<Manager>就不能了，這有點不合適了，搞得好像Manager還不能結婚了。所以要想讓Manager也能結婚並打印其wife，須要更改我們的設計了：
[code09] public static void printWife(Couple<? extends Employee> couple) {
Employee wife = couple.getWife();
System. out .println(wife);
}
通配符的子類型限定的語法與文章一開始介紹的類型限定有點相似，可是這裏有些細節的秘密。
[code10] public static <T extends Comparable<T>> T max(T[] array) {...}
public static void printWife(Couple<? extends Employee> couple) {...}
前者T是提前定義的類型參數，T能夠作為一個詳細的類型來定義方法的參數類型，局部變量等，T的作用域是整個方法(方法返回值。參數，方法體中局部變量)，這樣的設計是為了給使用者帶來方便，將參數類型的指定權有限制地交給了使用者。而後者中不存在類型參數的定義，max方法參數的類型是預先定義好的Couple類型，使用者無法在使用的時候指定其它類型，但能夠有限制地指定Couple中的泛型參數的類型，
?extends Employee 自身不能單獨使用，能夠理解為僅僅能寄生在其它泛型類中，作為泛型類一個詳細的類型參數，通經常使用於定義階段，如以下：
[code11] public static ? extends Employee printWife() {...} // 錯誤
public static void printWife(? extends Empoyee employee) {...} // 錯誤
使用通配符來定義方法返回值和方法的參數類型在Java中是不同意的！
弄清楚了前面類型限定和通配符的差別以後。再引入通配符的超類型限定就不是那麽難以理解了。
通配符的超類型限定：
和前面子類型的限定一樣，用"?"表示通配符，它的存在必須存在泛型類的類型參數中，如：
[code12]Couple<? super Manager>格式跟通配符限定子類型一樣。用了keywordsuper，可是這兩種方式的通配符存在一個隱蔽的差別，讓我們來揭曉吧，先看看以下代碼： [code13]、
Couple<Manager> couple = new Couple<Manager>(new Manager(),new Manager());
Couple<? extends Employee> couple2 = couple;
Employee wife = couple2.getWife();
// couple2.setWife(new Manager()); // 此處編譯錯誤
Couple<? extends Employee>定義了couple2後能夠將getWife和setWife想象成例如以下：
[code14]?getWife是能夠通過的，由於將一個返回值的引用賦給超類Employee是全然能夠的，而setWife方法接受的是一個Employee的子類。詳細是什麽子類，編譯器並不知道，拒絕傳遞不論什麽特定的類型。所以couple2.setWife(new Manager())是不能被調用的。extends Employee getWife() {...} void setWife(? extends Employee) {...}
所以通配符的子類限定適用於讀取。
在來看看通配符的超類型限定，即Couple<? super Manager>。getWife和setWife能夠想象成： [code15] ? super Manager getWife() {...}
void setWife(? super Manager) {...}
getWife方法的返回值是Manager的超類型，而Manger的超類型是得不到保證的，虛擬器會將它會給Object，而setWife方法是須要的是Manager的超類型，所以傳入隨意Manager都是同意的，所以通配符的超類型限定適用於寫入。
無限定通配符
無限定通配符去除了超類型和子類型的規則。只用一個"?"表示，而且也只能用於指定泛型類的類型參數中。如Couple<?>的形式，此時getWife和setWife方法如：
[code16]?getWife返回值直接付給了Object，而setWife方法是不同意調用的。那麽既然這麽脆弱，牛逼的Java設計者為什麽還要引入這樣的通配符呢？在一些簡單的操作中，五限定通配符還是實用武之地的。比方： [code17]getWife() {...} void setWife(?) {...}
public static boolean isCoupleComplete(Couple<?這種方法體中，getWife和getHusband返回值都是Object類型的，此時我們僅僅須要推斷是否為null就可以，而不須要知道詳細的類型是什麽，這就發揮了無限定通配符的作用了。發動腦經想一想。這種方法用文章開始所提到類型限定能否夠取代呢？自我思考中... [code18]> couple) { return couple.getWife() != null && couple.getHusband() != null; }
public static <T> boolean isCoupleComplete(Couple<T> couple) {
return couple.getWife() != null && couple.getHusband() != null ;
}
public static <T extends Employee> boolean isCoupleComplete(Couple<T> couple) {
return couple.getWife() != null && couple.getHusband() != null ;
}
到這裏，愛思考的讀者可能在思考一個問題，通配符代表了泛型類中的參數類型，在方法體中，怎麽去捕獲這個參數類型呢?這裏考慮三種通配符的捕獲
1.Couple<?extends Employee> couple：getWife返回Employee
2.Couple<?super Manager> couple：無法捕獲，getWife返回Object
3.Couple<?> couple：無法捕獲，getWife返回Object
悲催了。僅僅有第一種能捕獲，怎麽辦呢？別著急，看看以下的小魔術： [code19] public static void print(Couple<?> couple) {
printHelp(couple);
}
public static <T> void printHelp(Couple<T> couple) {
T husband = couple.getHusband();
T wife = couple.getWife();
couple.setHusband(wife);
couple.setWife(husband);
System. out.println(husband);
System. out.println(wife);
}
當須要捕獲通配符的時候，能夠借助前面所學的類型參數進行輔助。事實上這是一個多余的動作。基本上用不到這麽麻煩。這麽做是為了把通配符和泛型限定聯系起來，鞏固一下之前的學習。
總結：
1.泛型參數的限定，使用extendskeyword，限定多個類型時用"&"隔開。如：<T extends Runnable& Serializable>
2.泛型參數限定中，假設限定的類型是class而不是interface，則class必須放在限定類表中的第一個，且最多僅僅能存在一個class。如：<T extends ArrayList & Runnable& Serializable>
3.通配符僅僅能用在泛型類的泛型參數中，不能單獨使用。如Couple<?
>、Couple<? extends Employee> 、Couple<? super Manager>
4.通配符的超類型限定適用於寫入，通配符的子類型限定適用於讀取，無限定通配符適用於一些非null推斷等簡單操作。 5.通配符的捕獲能夠借助泛型類型限定來輔助。 這一節內容比較多，須要花點時間好好消化，體會總結中的5點。下一節，說一個深刻點的話題，虛擬機中的針對泛型代碼的擦除。
Java泛型解析(02)：通配符限定
Java泛型解析(03)：虛擬機運行泛型代碼 Java泛型解析(04)：約束和局限性
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