Java范型学习笔记

泛型的目的

通过引入类型参数，使得相同的代码可以被复用；传入不同的类型参数，就可以适用于不同的场景。
通过编译器来避免代码中可能存在的错误，在编译阶段排除可能存在的错误。

两种泛型

泛型类
泛型方法

满足is-a关系的变量都可以作为方法的参数。
但是，A和B之间的关系，以及A的泛型类与B的泛型类之间的关系，是两种不同的关系。
泛型类之间的可以存在继承关系。

类型推断

类型推断：泛型方法在调用时，无需指定类型参数，编译器会从调用的实参中推断出这个泛型参数。
泛型类和非泛型类中的泛型构造器的类型推导

受限制类型参数

上限：T extends UpperBound
限定一个未知的类型为一个指定的类型，或者此类型的子类型。
上限通配符
? extends UpperBound
具体的类型未知，但此类型为一个指定的类型，或者此类型的子类型。
下限通配符
? super LowerBound
未限定通配符
- 通过 ? 符号指定。
- 可以用于参数的类型、域的类型、本地变量的类型，有时也可用做返回值的类型；但是不作为泛型方法调用的参数、泛型类的实例化，以及超类型。
- 使用通配符进行子类化，例如：List 是List 、List的超类型。

通配符捕获(Wildcard Captrue)

在编译阶段对表达式求值时，编译器可以从代码中推测出一种特定的类型，这种情况被称为通配符捕获。

一般我们不用关注这个过程，除非编译过程中出现通配符捕获相关的错误。

void foo(List i) {
        fooHelper(i);
    }


    // Helper method created so that the wildcard can be captured
    // through type inference.
    private  void fooHelper(List l) {
        l.set(0, l.get(2));
    }


public class WildcardErrorBad {

    void swapFirst(List l1, List l2) {
      Number temp = l1.get(0);
      l1.set(0, l2.get(0)); // expected a CAP#1 extends Number,
                            // got a CAP#2 extends Number;
                            // same bound, but different types
      l2.set(0, temp);      // expected a CAP#1 extends Number,
                            // got a Number
    }
}

通配符的使用规则

对于通配符的使用来说，一个很让人迷惑的地方在于何时使用extends，何时使用super。总体上看，可以通过把参数分为以下两类来决定使用哪种关键字。

入变量
提供数据，供本代码使用。
出变量
保存数据，供其它地方的代码使用。

例如，对于Collections的copy方法:
public static void copy(List dest, List src)
dest是出变量，src是入变量。

基于这种分类，可以约定以下使用规则：

入变量，使用extends关键字定义变量的上限。
出变量，使用super关键字定义变量的下限。
入变量，准备调用Object类的方法，使用？未受限通配符。
同时作为入变量和出变量，不使用通配符。

简单地说，就是入变量只能读，不能写；出变量只能写，不能读。

特别注意：
通过定义的变量，可以被认为是一种只读的变量。例如： List的变量只能执行以下几种操作：

add(null)
调用clear
获取iterator，调用remove
捕获通配符，往其中添加从中读出来的元素。

扩展思考:

为什么上限通配符定义变量只能读，不能写？
对于使用? extends T定义的变量参数，可以是T的任意子类。
在执行读操作的时候，可以用T来引用读出来的元素，因为T是这些元素类型的父类。
但是，如果执行写操作，编译器不知道写入的是T的哪个子类型。假设A、B均是T的子类，并且B继承A，即T <- A <-- B。编译器无法推断出写入的元素类型是T，还是A，还是B。
为什么下限通配符定义的变量只能写，不能读？
对于使用? super T定义的变量参数，可以是T的任意父类。
在执行写操作的时候，无论实际是哪种类型，都是T的父类。
执行读操作的时候，编译器无法推断出读出的元素类型，不知道该用什么类型去引用。