浅谈Java泛型中的extends和super关键字

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      泛型是在Java 1.5中被加入了，这里不讨论泛型的细节问题，这个在Thinking in Java第四版中讲的非常清楚，这里要讲的是super和extends关键字，以及在使用这两个关键字的时候为什么会不同的限制。 

      首先，我们定义两个类，A和B，并且假设B继承自A。下面的代码中，定义了几个静态泛型方法，这几个例子随便写的，并不是特别完善，我们主要考量编译失败的问题： 

 public class Generic{
 //方法一
 public static <T extends A> void get(List<T extends A> list)
 {
     list.get(0);
 }

 //方法二
 public static <T extends A> void set(List<T extends A> list, A a)
 {
     list.add(a);
 }

 //方法三
 public static <T super B> void get(List<T super B> list)
 {
     list.get(0);
 }

 //方法四
 public static <T super B> void set(List<T super B> list, B b)
 {
     list.add(b);
 }
 }

       编译之后，我们会发现，方法二和方法三没有办法通过编译。按照Thinking in Java上的说法，super表示下界，而extends表示上界，方法二之所以没有办法通过，是因为被放到List里面去的可能是A，也可能是任何A的子类，所以编译器没有办法确保类型安全。而方法三之所以编译失败，则是因为编译器不知道get出来的是B还是B的其他的什么子类，因为set方法四允许在list放入B，也允许在list中放入B的子类，也就没有办法保证类型安全。 
      上面的这段解释听起来可能有点奇怪，都是因为编译器无法判断要获取或者设置的是A和B本身还是A和B的其他的子类才导致的失败。那么Java为什么不干脆用一个关键字来搞定呢？ 
  如果从下面的角度来解释，就能把这个为什么编译会出错的问题解释的更加的直白和清除，也让人更容易理解，先看下面的代码，还是A和B两个类，B继承自A： 

 public class Generic2{
    public static void main(String[] args){
       List<? extends A> list1 = new ArrayList<A>();
       List<? extends A> list2 = new ArrayList<B>();
       List<? super B> list3 = new ArrayList<B>();
       List<? super B> list4 = new ArrayList<A>();
    }
 }

       从上面这段创建List的代码我们就更加容易理解super和extends关键字的含义了。首先要说明的一点是，Java强制在创建对象的时候必须给类型参数制定具体的类型，不能使用通配符，也就是说new ArrayList<? extends A>()，new ArrayList<?>()这种形式的初始化语句是不允许的。 
      从上面main函数的第一行和第二行，我们可以理解extends的含义，在创建ArrayList的时候，我们可以指定A或者B作为具体的类型，也就是，如果<? extends X>，那么在创建实例的时候，我们就可以用X或者扩展自X的类为泛型参数来作为具体的类型，也可以理解为给？号指定具体类型，这就是extends的含义。 
      同样的，第三行和第四行就说明，如果<? super X>，那么在创建实例的时候，我们可以指定X或者X的任何的超类来作为泛型参数的具体类型。 
      当我们使用List<? extends X>这种形式的时候，调用List的add方法会导致编译失败，因为我们在创建具体实例的时候，可能是使用了X也可能使用了X的子类，而这个信息编译器是没有办法知道的，同时，对于ArrayList<T>来说，只能放一种类型的对象。这就是问题的本质。而对于get方法来说，由于我们是通过X或者X的子类来创建实例的，而用超类来引用子类在Java中是合法的，所以，通过get方法能够拿到一个X类型的引用，当然这个引用可以指向X也可以指向X的任何子类。 
       而当我们使用List<? super X>这种形式的时候，调用List的get方法会失败。因为我们在创建实例的时候，可能用了X也可能是X的某一个超类，那么当调用get的时候，编译器是无法准确知晓的。而调用add方法正好相反，由于我们使用X或者X的超类来创建的实例，那么向这个List中加入X或者X的子类肯定是没有问题的，因为超类的引用是可以指向子类的。 
       最后还有一点，这两个关键字的出现都是因为Java中的泛型没有协变特性导致的。