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说明

• ? extends T：声明上界，表示参数化的类型可能是所指定的 T 类型，或者是此类型的任意子类型。最终子类型：未知。
• ? super T：声明下界，表示参数化的类型可能是所指定的 T 类型，或者是此类型的任意父类型。最终父类型：已知——Object。
• Java 中泛型不变：假设有 A extends B，但 List 和 List 不存在型变关系。

泛型的简单使用

泛型不变

class A { }
class B extends A { }
List<A> list1 = new ArrayList<A>();	// 泛型不变
list1.add(new A());
list1.add(new B());
A a = list1.get(1);
List<A> list2 = new ArrayList<B>();	// 编译错误，泛型不变，也就不支持协变（类似多态）

extends 泛型协变

class A { }
class B extends A { }

List<? extends A> list1 = new ArrayList<B>();	// 协变——父类引用指向子类
list1.add(new Object());  // 错误，容器不可写，不能放入任何值（null 除外）
A a = list1.get(1);	// work 可读，且有泛型

集合可读、不可写，集合泛型协变。

super 泛型逆变

class A {}
class B extends A {}

List<? super B> list = new ArrayList<A>();	// 逆变——子类引用指向父类
list.add(new A());	  // 编译错误，集合中放入的元素类型只能为 B 及 B 子类型
list.add(new B());    // work
Object b = list.get(0);  // work 可读，但无类型都是 Object

集合可读 Object 、可写，集合泛型逆变。

结束说明

• ? extends T：针对返回值泛型使用（如，只读的消费者集合泛型），指定的 T 为集合元素的通用父类型，用于限定取出类型为 T 的子类型、打破泛型不变。
• ? super T：针对方法参数泛型使用（如，只写的生产者集合泛型），指定的 T 为集合元素的通用父类型，用于限定放入类型为 T 的子类型、打破泛型不变。

可以看出，感觉到extends 与 super 功能互补。extends 用于方法返回值，super 用于方法参数。

逆变协变优点

我们用 Java 对现实世界的水果进行简单的抽象，水果抽象为 Fruit，Apple等于 Fruit 存在继承关系。盛放水果的盘子 plate 被抽象为 List。

于是我们 OOP 代码抽象得到：

class Fruit { }
class Apple extends Fruit { }
class Banana extends Fruit { }
class Watermelon extends Fruit { }

List<Fruit> plate1 = new ArrayList<Apple>();      // 编译错误
List<Fruit> plate2 = new ArrayList<Banana>();     // 编译错误
List<Fruit> plate3 = new ArrayList<Watermelon>(); // 编译错误

编译错误：

Java 中类型存在协变关系
但是 Java 中类型上泛型不存在协变关系，即 List != ArrayList，因此编译器提示泛型协变的编译错误。

我们利用上面学到的 ? extends 、? super 打破泛型不变的特性，提供泛型协变，提高代码的复用性：

class A {}
class B extends A{}
class C extends A{}

// 协变，用作只读型容器————集合中元素都是 A 或 A 子类型
List<? extends A> plate1 = new ArrayList<A>();
List<? extends A> plate2 = new ArrayList<B>();
List<? extends A> plate3 = new ArrayList<C>();
// 逆变，用作只写型容器————集合中元素都是 B 或 B 父类型
List<? super B> plate4 = new ArrayList<A>();

// 上述结果
List<? extends Fruit> list = new ArrayList<Apple>();
List<? super Apple> list1 = new ArrayList<Fruit>();