关于Java泛型的通配符的写入和读出的一点思考

关于Java泛型的通配符的写入和读出的一点思考

1.前期准备

 ┌────────────────┐
 │     PGrandpa   │
 └────────────────┘
         ▲
         │
 ┌────────────────┐
 │     PFather    │
 └────────────────┘
         ▲
         │        
 ┌────────────────┐
 │      PSon      │
 └────────────────┘
         ▲
         │
 ┌────────────────┐
 │    PGrandson   │
 └────────────────┘
 public class PGrandPa {//会种地

    public void doFarm() {//只会种地
        System.out.println("I can raise wheat in the farm.");
    }
}
public class PFather extends PGrandPa {//老爹会做生意
    public void doTrade() {//老爹会种地、做生意
        System.out.println("I can trade with others and make a lot of money!");
    }
}
public class PSon extends PFather {//儿子读书上大学
    public void doStudy() {//儿子会种地、做生意、读书上大学
        System.out.println("I can reading many books and go to college.");
    }
}
public class PGrandSon extends PSon {//孙子是个骄傲的新时代青年，还在家写作业

    public void doHomeWork() {//孙子会种地、做生意、读书上大学、并且是个作业没写完的骄傲男孩
        System.out.println("I am a proud Chinese and I am doing my homework");
    }
}

 ┌───────────┌────┐    
 │       Gen │  T │
 └───────────└────┘     
public class Gen<T> {
    public T value;
    public Gen(T value) {
        this.value = value;
    }
    public void setValue(T t) {
        this.value = t;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}                         

☕ 2. 关于上、下转型

所谓上下转型是从右往左的

Father father ← new Son()，上转型

Son son ← new Father()，下转型

public static void main(String[] args) {
    Gen<PGrandPa> genGrandPa = new Gen<>(new PGrandPa());
    Gen<PFather> genFather = new Gen<>(new PFather());
    Gen<PSon> genSon = new Gen<>(new PSon());
    Gen<PGrandSon> genGrandSon = new Gen<>(new PGrandSon());
    PGrandPa pGrandPa = new PGrandPa();
    PFather pFather = new PFather();
    PSon pSon = new PSon();
    PGrandSon pGrandSon = new PGrandSon();
    pFather = new PGrandPa();//❌报错！！！！爹不能当爷爷
    pFather = new PSon();// ✔爹可以是儿子，可以是孙子
}

我们先理解清楚刚刚的代码为什么对，为什么错

public static void main(String[] args) {
    PGrandPa pGrandPa = new PGrandPa();
    PFather pFather = new PFather();
    PSon pSon = new PSon();
    PGrandSon pGrandSon = new PGrandSon();
    pFather = new PGrandPa();
    pFather.doFarm();
    pFather.doTrade();//不可能，因为new出来的对象是，根本没有这个功能，强行调用也是不行
}

我们想强行让爷爷当爸爸是不太行的，不能强行下转型pFather = new PGrandPa();（在继承树中，爹的位置在的下面，把变成爹就相当于是下转型）

但是上转型是可以的pFather = new PSon();

 ┌────────────────┐
 │     PGrandpa   │
 └────────────────┘
     ▲      │下转型
     │上转型 ▼
 ┌────────────────┐
 │     PFather    │
 └────────────────┘
     ▲      │下转型
     │上转型 ▼ 
 ┌────────────────┐
 │      PSon      │
 └────────────────┘

刚刚上面的都是引子，接下来进入正题

☕ 3. 的写入

我们假设所有的addS和addE都是正确的，

public static void addS(Gen<? super PGrandSon> gen, PGrandSon p) {
    gen.setValue(p);
}

这个是绝对正确的，因为Gen中的泛型T一定是PGrandSon或者是其父类，gen.setValue(p)实质就是

value = p;，这是一种上转型

所以这个方法调用一定正确

继续看下面的方法

public void main(String[] args) {
    Gen<PGrandSon> genGrandSon = new Gen<>(new PGrandSon());
    PSon pSon = new PSon();
    addS(genGrandSon, pSon);
}
public static void addS(Gen<? super PGrandSon> gen, PSon p) {
    gen.setValue(p);
}

实质就是value = p;，这不就是下转型吗？我们了解到，直接下转型是不能运行的，是会报错的，那么自然这个方法是不可以实现的。

public static void addS(Gen<? super PGrandSon> gen, PGrandSon p) {//①
    gen.setValue(p);
}
public static void addS(Gen<? super PGrandSon> gen, PSon p) {//②
    gen.setValue(p);
}
public static void addS(Gen<? super PGrandSon> gen, PFather p) {//③
    gen.setValue(p);
}
public static void addS(Gen<? super PGrandSon> gen, PGrandPa p) {//④
    gen.setValue(p);
}

根据上面的分析我们知道了，②，③，④这三个方法都是错误的我们无法确定传入的gen的泛型和第二个参数p之间的上下关系，所以可能产生下转型的情况，所以报错。

值得注意的是，传入null是可以的，无论Gen的泛型是如何。

得出第一个结论， 「当参数泛型是的时候，只能写入SomeClass类型。」

☕ 4. 的get

// 前情回顾
public class Gen<T> {
    public T value;
    public Gen(T value) {
        this.value = value;
    }
    public void setValue(T t) {
        this.value = t;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}   

gen的泛型是，gen.getValue()获得的类型也是，即获得的类型可能是PGrandSon，也可能是PSon，也可能是PFather，当然也有PGrandpa的可能性，搞不好就又出现下转型了，但是直到运行时刻，没谁能知道传入的到底是啥类型，如果出现下转型，则会报错，那么直接规定这种写法是错误的。

得出第二个结论， 「当参数泛型是的时候，无法读出。」

☕ 5. 的写入

通过上上节我们知道，? super PGrandSon起码还可以写入PGrandSon类型的实例，因为通过super关键字起码可以限定?的类型是在Object~PGrandSon这个范围内，所以只要第二个参数是PGrandSon类型，就一定不会产生下转型的情况，?代表的类型一定是PGrandSon或者比PGrandSon更高

而? extends PGrandPa则没有边了，如果出现下图的情况

public static void main(String[] args) {
    addE(genGrandSon, pFather);
}
public static void addE(Gen<? extends PGrandPa> gen, PFather p) {
    gen.setValue(p);
}
 ┌────────────────┐
 │     PGrandpa   │
 └────────────────┘
         ▲
         │
 ┌────────────────┐
 │     PFather    │
 └────────────────┘
         ▲
         │        
 ┌────────────────┐
 │      PSon      │◄─── <PSon> p
 └────────────────┘
         ▲
         │
 ┌────────────────┐
 │    PGrandson   │◄─── Gen<PGrandSon> gen
 └────────────────┘
         ▲
         │
 ┌────────────────┐
 │   PPGrandson   │
 └────────────────┘
         ▲
         │
 ┌────────────────┐
 │   PPPGrandson  │
 └────────────────┘
         ▲
         │
       ......

又出现了下转型的情况，而这种情况依然无法在编译时直接发现，那么这种情况就直接不让你通过编译就行了。因为如果任由你这么写，报错的时候也很难找到错误。

得出第四个结论， 「当参数泛型是的时候，无法写入。」

☕ 6. 的get

我们继续分析，可以将继承树的树顶限制住，最高就一定是PGrandPa，那么gen.getValue返回的任何类型要不是PGrandPa，要不就是PGrandPa的子类，PGrandPa grandPa = gen.getValue()一定不会出现下转型的情况

我们得出第三个结论， 「当参数泛型是的时候，可以读出SomeClass。」

总结

「当参数泛型是的时候，只能写入SomeClass类型。」

「当参数泛型是的时候，无法读出。」

「当参数泛型是的时候，无法写入。」

「当参数泛型是的时候，只能读出SomeClass。」