Java泛型中K、T、V、E、?等的含义

1.概述

  在定义泛型类、接口和方法时,都会定义一个参数类型,我们用过等,那么这些字母有什么区别和不同呢?
  定义Java的泛型时,通常使用的一些类型参数的字母或者符号有:E、T、K、V、N、?Object等。
  首先,E、T、K、V、N等这些字母之间没什么区别,使用T的地方完全可以换成U、S、Z等任意字母。当然,一般我们会使用一些常用的字母,这些字符一般是一些类型的缩写。
  例如:

  • E : Element的缩写,一般在集合中使用,表示集合中的元素类型。
  • T : Type的缩写,一般表示Java类。
  • K : Key的缩写,一般用来表示“键”,如Map种的key。
  • V : Value的缩写,一般用来表示“值”与K是一对。
  • N : Number的缩写,通常用来表示数值类型。

  以上这些类型其实都是确定的类型,如List表示List中的类型只能是T。
  除此之外,还有不确定的类型,那就是?表示不确定的Java类型,也经常出现在集合类中。
  需要注意的是,在Java集合框架中,对于参数值是位置类型的容器类,只能读取其中的元素不能向其中添加元素。因为其类型是未知的,所以编译器无法识别添加元素的类型和容器的类型是否兼容,唯一的例外是null

List list = new ArrayList<>();
list.add(null); //编译通过
list.add(“Hollis”) // 编译失败

  List是一个未知类型的List,不能向List中添加元素,但可以把ListList赋值给List
Java泛型中K、T、V、E、?等的含义_第1张图片
Java泛型中K、T、V、E、?等的含义_第2张图片

  很多人认为ListList是一样的,其实这是不对的,表示任意类型,表示未知类型,可以向List中添加元素,但是不能把List赋值给List

2.泛型中的限定通配符合非限定通配符

  假设你需要一个List来存放Fruits,那么你会定义List fruits,你能直接把List赋值给fruits吗(Apple 继承自 Fruit)?
不能
Java泛型中K、T、V、E、?等的含义_第3张图片
  以上代码编译失败的原因是List中允许添加任何水果,而List中只允许添加apple,这意味着两种类型不兼容。
如果我们只关心List包含某种类型的水果这一事实,那么我们就可以使用类型通配符来定义它

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();
        List<? extends Fruits> fruits = apples;
    }
}

  使用List定义的List是可以接收List的,通过这种形式表名这是一个Fruit或者它的子类List么这意味着列表中的每个元素都是某种水果。

  但是我们不能直接向List fruits中添加元素:
Java泛型中K、T、V、E、?等的含义_第4张图片
因为上面代码定义的List可能是ListFruit的其他子类List

3. 限定通配符与非限定通配符

这种形式,我们称之为通配符。Java泛型中有两种限定通配符
一种是,保证泛型类型必须是T的子类型来设定泛型类型的上边界,即泛型类型必须为T类型或者T的子类。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();
        List<? extends Fruits> fruits = apples;
    }
}

另一种是保证泛型类型必须是T的父类来设定类型的下边界,即类型必须是T类型或者T的父类。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Fruits> fruits = new ArrayList<>();
        List<? super Apple> apples = fruits;
    }
}

是非限定通配符,表示可以用任意泛型来替代它,即可以把任意类型的List赋值给 List

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();
        List<Anything> anythings = new ArrayList<>();
        List<?> fruits = apples;
        List<?> fruits = anythings;
    }
}

4.泛型的PECS原则

  前面介绍了两个限定通配符,这两个通配符在什么时候使用,使用时又该如何选择呢?
  这就不得不提到一个原则–PECS原则,即Producer Extens Consumer Super,这是在集合中使用限定通配符的一个原则。
  如果只是从一个泛型集合中提取元素,那么它是一个生成器(Producer),应该使用Extends:

List<? extends Fruits> fruits = new ArrayList<>();
fruits.add(new Apple()) //编译失败

当我们尝试向一个生成器中添加元素时,会编译失败。这是因为编译器只知道这个List中的元素是Fruit及其子类,但具体是那种类型编译器是不知道的。
  如果是向集合中添加元素,那么它是一个消费者(Consumer),应该使用Super:
Java泛型中K、T、V、E、?等的含义_第5张图片
  当我们尝试从消费者中提取元素时,也会编译失败。这是因为编译器只知道这个List中的元素是Apple及其父类,具体是那种类型的编译器是不知道的。
  简单地说,在集合中,频繁地往外读取内容的场景,适用于;经常向集合中插入的场景适合于
  另外,如果想在同一个集合中同时使用这两种方法,则不该使用Extends或Super。

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