Java泛型之协变、逆变、extends与super选择方法
要了解协变与逆变，首先要引入：
根据 Liskov替换原则，如果C是P的子类，则P可以代替C，即 P p = new C();
C继承于P，记做为 C <
P
如果F是不变，当 C <
= P 时，那么 F(C) 和 F(P) 没有任何继承关系
除例如 Integer是 Number的子类，根据 Liskov替换原则
Number number = new Integer(1);//correct
但是如果这样写就会报错
List<Number>
list = new ArrayList<
Integer>
(1);
//error
虽然 Number和 Integer存在继承关系：Integer <
Number, 但在Java里，泛型默认是不变的， 因此也可以看作为 List<
Number>
和List<
Integer>
不存在任何继承关系
如果F是协变的，当 C <
= P 时，那么 F(C) <
= F(P)
Java 提供了一个extends来将不变转为协变，例如：
List<? extends Number>
list = new ArrayList<
Integer>
(1);
//corrent
此时的List<
? extends Number>
可以看作为ArrayList<
Integer>
的父类
? extend Number可以看作为一个类型范围，表示Number的某一个子类
数组默认是协变的
Number[] numbers = new Integer[3];什么是逆变
如果F是逆变的，当 C <
= P 时，那么 F(C) >
= F(P)
Java 提供了一个super来将不变转为协变，例如：
List<? super Number>
list = new ArrayList<
Object>
(1);
//corrent
此时的 List<
? super Number>
可以看作为 ArrayList<
Object>
的父类
首先，我们看看Collection.add的实现：
public interface List<E>
extends Collection<
E>
{ boolean add(E e);
}
下面代码将会报错？? extends Number与Integer类型不匹配
List<? extends Number>
list = new ArrayList<
Integer>
();
// correct
list.add(Integer.valueOf(1));
//error
首先在调用add方法时，泛型E自动变成了<
? extends Number>
第二行报错，也就是说? extends Number不是Integer的父类。这里要将 List<
? extends Number>
是ArrayList<
Integer>
的父类区分开。
? extends Number可以看作为一个类型范围中某一个类型，表示Number的某一个子类，但又没明确是哪个子类，可能是Float，可能是Short，也可能是Integer的子类（Integer被final修饰，不可能有子类，这里只是一种假设情况），它只确定了它的上界为 Number，并没有确定下界（有可能存在? extends Number<
Integer），因此 ? extends Number不是Integer的父类
将上面代码稍做修改就正确了：
List<? super Number>
list = new ArrayList<
Object>
();
// correct
list.add(Integer.valueOf(1));
//correct
首先因为逆变，List<
? super Number>
是ArrayList<
Object>
的父类，第一行正确。
第二行： ? super Number是Integer的父类，原因是：? super Number表示Number的某一个父类，可能是Serializable也可能是 Object 但不管是哪个，Number的父类一定是Integer的父类，因此第二行也正确
使用extends还是super呢java.util.Collections的copy方法(JDK1.7)给了我们答案：
public static <T>
void copy(List<
? super T>
dest, List<
? extends T>
src) {
int srcSize = src.size();
if (srcSize >
dest.size())
throw new IndexOutOfBoundsException("
Source does not fit in dest"
);
if (srcSize <
COPY_THRESHOLD ||
(src instanceof RandomAccess &
&
dest instanceof RandomAccess)) {
for (int i=0;
i<
srcSize;
i++)
dest.set(i, src.get(i));
} else {
ListIterator<
? super T>
di=dest.listIterator();
ListIterator<
? extends T>
si=src.listIterator();
for (int i=0;
i<
srcSize;
i++) {
di.next();
di.set(si.next());
}
}
}
要从泛型类取数据时，用extends；
要往泛型类写数据时，用super；
既要取又要写，就不用通配符（即extends与super都不用）
E>
E getFirst(List<
? extends E>
list){
return list.get(0);
}
private static <
E>
void setFirst(List<
? super E>
list, E firstElement){
list.add(firstElement);
}
public static void main(String[] args) {
List<
Integer>
list = new ArrayList<
Integer>
();
setFirst(list, 1);
Number number = getFirst(list);
}
Java泛型作为一项强大的编程语言特性，在提高代码灵活性和可读性方面发挥了重要作用。其中，协变和逆变、以及extends与super关键字在泛型中的使用，更是让人十分关注。本文将介绍Java泛型中的协变和逆变、extends与super的区别，以及如何选择合适的方法来使用它们。
一、什么是协变、逆变
1.协变
协变，即子类型化，是指从派生类转换为基类，可以理解为从子类到父类的转变。协变一般情况下是不会出错的，因为子类对象可以赋给父类变量，这是Java中继承机制的基本用法之一。
2.逆变
逆变，即安全逆变，是指从基类转换为派生类，可以理解为从父类到子类的转变。逆变有可能会出现安全隐患，需要特别小心。因为基类变量可以引用派生类对象，而基类不知道派生类的对象有哪些方法和属性，这样就可能会出现类型转换错误。
二、使用extends、super关键字
1.使用extends
extends关键字是用来设置一个泛型参数类型的上边界，指定该泛型参数类型必须是该上边界类型或其子类型。例如T extends Number，表示T必须是Number类或其子类，否则编译会报错。
2.使用super
super关键字是用来设置一个泛型参数类型的下边界，指定该泛型参数类型必须是该下边界类型或者它的父类，与extends关键字相反。例如List表示List的类型必须是Integer类型或它的父类型。
三、如何选择合适的方法
1.泛型方法
泛型方法是一种类型参数化方法，它比泛型类更加通用。泛型类通常涉及单一类型，而泛型方法在调用时可以指定一组类型参数。在泛型方法中使用extends和super关键字时，需要特别注意类型上下界的问题。
2.泛型通配符
通配符可以指定泛型类型的上下界，使用关键字?来表示，就像List或List一样。在使用通配符时，需要注意协变和逆变的问题。
3.继承与实现
在继承和实现的时候，可以使用协变和逆变来实现一些有用的特性。例如Java中的Comparator接口，它允许我们按照指定的方式对某个类型进行比较。在使用Comparator接口时，可以使用协变和逆变来进行实现。
总之，在使用Java泛型时，我们需要注意使用extends和super关键字的区别，以及如何选择合适的方法来解决类型转换的问题。同时，需要小心逆变带来的安全隐患，合理地使用协变和逆变，可以使我们的代码更加灵活和可读性更强。
