Java中的逆变与协变

看下面一段代码：

// public final class Integer extends Number
Number num = new Integer(1);  
List list = new ArrayList<>();
list.add(new Integer(3));
ArrayList list = new ArrayList(); //type mismatch
 
List list = new ArrayList();
list.add(new Integer(1)); //error

为什么Number的对象可以由Integer实例化，而ArrayList的对象却不能由ArrayList实例化？list中的声明其元素是Number或Number的派生类，为什么不能add Integer?为了解决这些问题，需要了解Java中的逆变和协变以及泛型中通配符用法。
 

1. 逆变与协变

Java中String类型是继承自Object的，姑且记做String ≦ Object，表示String是Object的子类型，String的对象可以赋给Object的对象。而Object的数组类型Object[]，理解成是由Object构造出来的一种新的类型,可以认为是一种构造类型，记f(Object)，那么可以这么来描述协变和逆变：
       当A ≦ B时,如果有f(A) ≦ f(B),那么f叫做协变；
       当A ≦ B时,如果有f(B) ≦ f(A),那么f叫做逆变；
       如果上面两种关系都不成立则叫做不可变。

2. 泛型中的通配符实现协变与逆变

JAVA中泛型是不变的，可有时需要实现逆变与协变，怎么办呢？这时就需要通配符?。
       实现了泛型的协变，比如：

List list = new ArrayList<>();

 

“? extends Number”则表示通配符”?”的上界为Number，换句话说就是，“? extends Number”可以代表Number或其子类，但代表不了Number的父类（如Object），因为通配符的上界是Number。
       于是有“? extends Number” ≦ Number，则List ≦ List< Number >。那么就有：

List list001 = new ArrayList();
List list002 = new ArrayList();

但是这里不能向list001、list002添加除null以外的任意对象。可以这样理解一下，List可以添加Interger及其子类，List可以添加Float及其子类，List、List都是List的子类型，如果能将Float的子类添加到List中，就说明Float的子类也是可以添加到List中的，显然是不可行。故java为了保护其类型一致，禁止向List添加任意对象，不过却可以添加null。

       实现了泛型的逆变，比如：

List list = new ArrayList<>();

“? super Number” 则表示通配符”?”的下界为Number。为了保护类型的一致性，因为“？ super Number”可以是Object或其他Number的父类，因无法确定其类型，也就不能往List添加Number的任意父类对象。但是可以向List添加Number及其子类。

List list001 = new ArrayList();
List list002 = new ArrayList