深入理解java泛型
转自：java泛型小问题
参考问题：Method in the type Map is not applicable
JavaSUN数据结构Eclipse编程
几年前当Java5还未正式发布的时候，看到过一些人写的介绍Tiger中的新特性，当时对我第一感觉冲击最大的就是泛型(generics)和注释(annotation)，因为它们直接影响了我们编码的语法习惯。
在后来的使用过程中，对于泛型一直没有特别深入的使用过，没有遇到那样的需求和场景。只需要了解Java中的泛型是编译期的，运行期被“擦拭”掉了；然后还有几种通配符的表示就足够了。
直到一天我在查看Java5中Enum的源代码时，发现它是这么定义的：
Java代码
1. public abstract class Enum
这个类似递归结构的 Enum
随后我又看到了在Collections工具类中的max 方法：
怎么TMD还会有这么复杂的泛型表达式!?
（幸好的是这种情况在我们实际开发过程中不多见，甚至不应该见到，大概只有像JDK这种为了保留对老版本的兼容才会设计出这么复杂的泛型表达式出来。）
上面的问题，你可以通过：http://java.sun.com/j2se/1.5/pdf/generics-tutorial.pdf 来获取答案，中文版的在：http://blog.csdn.net/explorers/archive/2005/08/15/454837.aspx
这篇泛型指南的文章，非常详细。
或许你看了上面的文章，依然心存疑虑。我下面的内容则是对这篇文档的一些补充（会和这篇文档有点重合）。
在回到我之前抛出的问题上：
Java代码
public static void foo(List l){
l.add(new Integer(2)); // 编译通过么？ Why ?
}
public static void bar(List l){
l.add(new Integer(2)); // 编译通过么？ Why ?
l.add(new Float(2)); // ok?
} 这里主要说说 和 这两种通配符对于方法参数的使用原则。
即 PECS 原则 (producser-extends, consumer-super) 或者也叫 Get and Put 原则
当没有使用通配符的情况下，我们定义一个方法：
Java代码
public static
E e = l.get(0);
l.set(0, e);
}
我们从List中 get和set都没有问题，因为这个E 它的类型是某种明确的类型。
而当使用通配符时来描述参数时，就有些不同了。
我们先定义一下两种通配符：
是 Upper Bound（上限） 的通配符
是 Lower Bound（下限）的通配符
1) 当使用 Upper Bound 通配符时：
是 的简写。(关于是否和完全等价，在结束的时候来描述)
在eclipse里错误提示为： The methodset(int, capture#2-of ?) in the type List
注：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp04298.html
set报错的原因是因为此时方法中的类型是不可具体化的(reified)，你可以传递一个String，Number，Book，等任何继承自Object的类作为List的参数类型给test方法，而list要求集合中的类型必须是一致的，set的时候没有办法保证set进去的数据类型是否和list中原本的类型一致，比如你传给test方法的是 List
这也是通配符带来灵活性的同时所要付出的代价。
结论：使用了 这样的通配符，test方法的参数list变成了只能get不能set（除了null） 或者不严谨的说它变成了只读参数了， 有些类似一个生产者，提供数据。
Java代码
1. 2) 当使用 Lower Bound 的通配符时：
2.
3. public static void test(Listsuper Number> list){
5. Number n = list.get(0); // 编译错误
7. Object o = list.get(0); // OK
11. list.set(0, new Object()); // 编译错误
13. list.set(0, new Long(0)); // OK
15. list.set(0, new Integer(0)); // OK
17.}
这时get只能get出最宽泛的父类型，即Object。
这时set的时候，必须是Number或Number的子类。
原因和上面的get类似。
结论： 使用了 这种通配符，test方法的参数list的get受到了很大的制约，只能最宽泛的方式来获取list中的数据，相当于get只提供了数据最小级别的访问权限（想想，你可能原本是放进去了一个Book，却只能当作Object来访问）。
它更多适合于set的使用场景，像是一个消费者，主要用来消费数据。
上面便是对通配符的使用原则的说明，简单的说 PECS原则是指导我们在泛型方法中使用通配符的直接原则。参数作为生产者使用，作为消费者时使用 。
那么说完了 PECS原则，我们再回过头来分析那两个复杂的泛型表达式是怎么含义
1) class Enum
它确实是一个 “递归类型限制”(recursive type bound)
要说明白这个问题，我们要先明白2点：
a) Enum可以理解为一组同一类型的有限的数据集合；
b) Java对Enum中的数据类型要求必须也是枚举类型（即必须是继承Enum类的）。
对于 a) 我们先定义一个 Enum
再来根据b) 定义类型E，要求E必须是继承自 Enum
实际上 E和T是一回事，它们是同一类型，所以它就是
暂停，可能我上面的表达不太合理可能会误人子弟，递归类型限制是有些抽象，它应该有严谨的数学描述，我想不清楚怎么表达，我先用另一个简单些例子来说明吧
public static
这个方法用来获取list 中的最大值，它定义了一个
这个递归类型限制的表达式容易理解一些，
或者说，每个实现了Comparable
而Enum因为使用enum关键字的原因，让我们忽略了它底层的实现其实也是
class EnumSample extendsEnum
比如我们定义了 BoundKind 这样的一个枚举：
public enum BoundKind{ }
编译器会转换为：
public final class BoundKind extends java.lang.Enum
看到了，这和 Stringimplements Comparable
这样我们套回到
这下好理解了，
通过与
那现在我们再回到Collections工具类中的max 方法：
我们先简化一下这个表达式，看看
既然
Comparable 也没什么费解的
在《Java1.5 GenericsTutorial》一文中的解释是：
T 精确的(exactly)和自己能比较是不需要的。所需要的 是T能够和它的父类中的一个进行比较。
而《Effictive Java》第二版中对此是用 PECS原则来解释的：
下面是修改过的使用通配符类型的声明：
为了从初始声明中得到修改后的版本，要应用PECS转换两次，最直接的是运用到参数List。它产生T实例，因此将类型从List
。。。。。。
更灵活的是运用到类型参数T。最初T 被指定用来扩展Comparable
蓝色粗体的那句翻译的不好。还是看一下代码来理解吧：
Java代码
1. public static
2.
3. 1 Iteratorextends T> i = coll.iterator();
4.
5. 2 T candidate = i.next();
6.
7. 3 while (i.hasNext()) {
8.
9. 4 T next = i.next();
10.
11.5 if (next.compareTo(candidate) > 0) // here comparaTo
12.
13.6 candidate = next;
14.
15.7 }
16.
17.8 return candidate;
18.
19.9 }
第5行，Bloch认为 next.compareTo(cand) 是一句消费操作，在消费一个candidate对象时，根据PECS原则，candidate的类型应该使用 来提高它的灵活性。
我觉得Bloch将第5行当作消费操作挺别扭的，我个人偏向《Java1.5Generics Tutorial》中的解释。
但归根到底，都是降低限制，提高比较时的灵活性。
最后，我们再来完整的理解：
就只是比
Object &Comparable 是一个多限定(multiple bounds)的用法，
语法为： T1 &T2 … & Tn
一个有多个界限的类型的参数是所有界限中列出来的类型的子类。当多个界限被使用的时候，界限中的第一个类型被用作这个类型参数的erasure。
最终这个方法的返回值，按照第一个限定，擦拭为Object类型了。这是因为在以前版本中此方法就是返回的Object类型，需要兼容。
（此句话随口而说，验证发现有误，发现类型推导比较复杂，就不去理解了）
因为多限定（multiple bounds）的存在，泛型方法中又对应的增加了一个很不优雅的调用方式。下面用一段代码来说明:
Java代码
1. public class GenericsTest {
2.
3. static class Book {};
4.
5. static class StoryBook extends Book implements Comparable
6.
7. @Override
8.
9. public int compareTo(StoryBook o) {
10.
11. return 0; //FIXME
12.
13. }};
14.
15. static class TechBook extends Book implements Comparable
16.
17. @Override
18.
19. public int compareTo(TechBook o) {
20.
21. return 0; //FIXME
22.
23. }};
24.
25.
26.
27. public static
28.
29. HashSet
30.
31. newSet.addAll(s2);
32.
33. return newSet;
34.
35. }
36.
37.
38.
39. public static void main(String[] args) {
40.
41. HashSet
42.
43. HashSet
44.
45. Set
46.
47. // 需通过显式的类型参数(explicit type parameter)来告诉它要使用哪种类型
48.
49. Set
50.
51. // 或者
52.
53. Set
54.
55. }
56.
57. }
上面直接调用merge(s1,s2) 那行代码错误的提示信息：
Type mismatch: cannotconvert from Set
这归于泛型的类型推导(typeinference)，当无法推导出明确的类型时，就需要显式的描述，如上面代码中红色粗体字。
后注：
有关于 与 是否是一回事
今天中午发现同事桌上有本《Java编程思想》第四版，随手翻了一下，发现泛型一章的介绍中，
有句描述：“UnboundedWildcards.java 展示了编译器处理List和List时是不同的。”
这让我奇怪，查看了一下它的代码，主要因为是对于Raw类型的造型为泛型时的警告信息不同。
将一个Raw的ArrayList造型给 List 没有问题，而给List却会有警告。
在网上查了一下，发现对于与是否等同，是有些不同意见的。
http://mail.openjdk.java.net/pipermail/compiler-dev/2008-April/000316.html
http://bugs.sun.com/view_bug.do?bug_id=6559175
这个报告里，有两段代码反映了两者的不同：
Java代码
1. （1）
2.
3. public static void main(String[] args) {
4.
5. Object customer = null;
6.
7. foo((Listextends String>) customer ); //[1]
8.
9. foo((Listextends Object>) customer ); //[2] 编译有警告
10.
11. foo((List) customer ); //[3] 编译没有警告
12.
13. }
14.
15. public static void foo(List list) {
16.
17.}
18.
19.
20.
21.（2）
22.
23. Object o2 = new List[3]; // 编译居然OK，估计直接当作Raw处理了
24.
25. Object o3 = new Listextends Object>[3]; // 报错
上面两段代码，表明了当与Raw类型造型时，在编译器的处理方式的确与有所不同，根据场景它可能被编译器忽略掉泛型信息而直接当作Raw类型，而则不会。
但这种差异，有些吹毛求疵，除了跟Raw类型转换方面存在差异，在语义上两者可以认为是完全等同的，
见：http://bugs.sun.com/view_bug.do?bug_id=6480391
The introduction of the capture conversion simplified a lot ofthings. One of the things it did is make "?" equivalent to "?extends Object".
Unfortunately, JLS3 doesn't say they are equivalent.
SUN的开发人员回复说：
? should be considered equivalent to ? extends Object. I will notethis at the end of the text about bounds for wildcards in 4.5.1.
……
Hence, Foo is semantically equivalent to Foo
但查了一下发现目前 JLS3中还依然没有增加他说要加的那句注释，见：
http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/typesValues.html#4.5.1
我们暂从语义上认为两者相等。