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java - 为什么和什么是多态泛型类型

coder 2024-03-26 原文

什么时候应该使用像这样的通用多态类型，它的含义是什么？

 1. List<? super Dog> list = new ArrayList<Animal>();
 2. List<? extends Animal> list = new ArrayList<Dog>();
 3. List<?> list = new ArrayList<Dog>();

有人会使用类似的东西吗
List<? super Dog> list = new ArrayList<Dog>();
List<? extends Animal> list = new ArrayList<Animal>();

笔记:
我理解人们何时使用 List<? super Dog>或 List<? extends Animal>在方法定义中。但我不明白的是多态泛型类型对象的创建。

最佳答案

其原因是基于 Java 如何实现泛型。

数组示例

使用数组你可以做到这一点(数组是协变的)

Integer[] myInts = {1,2,3,4};
Number[] myNumber = myInts;

但是，如果您尝试这样做会发生什么？
Number[0] = 3.14; //attempt of heap pollution

最后一行可以很好地编译，但是如果你运行这段代码，你会得到一个 ArrayStoreException .因为您试图将 double 放入整数数组中(无论是否通过数字引用访问)。

这意味着您可以欺骗编译器，但不能欺骗运行时类型系统。之所以如此，是因为数组就是我们所说的可具体化的类型。这意味着在运行时 Java 知道这个数组实际上被实例化为一个整数数组，它恰好可以通过类型 Number[] 的引用访问。 .

所以，正如你所看到的，一件事是对象的实际类型，另一件事是你用来访问它的引用的类型，对吗？

Java泛型问题

现在，Java 泛型类型的问题是类型信息被编译器丢弃，并且在运行时不可用。这个过程叫做type erasure .在 Java 中实现这样的泛型是有充分理由的，但这是一个很长的故事，它与与预先存在的代码的二进制兼容性有关。

但这里的重点是，由于在运行时没有类型信息，因此无法确保我们不会提交堆污染。

例如，
List<Integer> myInts = new ArrayList<Integer>();
myInts.add(1);
myInts.add(2);

List<Number> myNums = myInts; //compiler error
myNums.add(3.14); //heap polution

如果 Java 编译器不阻止您执行此操作，则运行时类型系统也无法阻止您，因为在运行时无法确定此列表应该只是一个整数列表。 Java 运行时可以让你把任何你想要的东西放到这个列表中，当它应该只包含整数时，因为当它被创建时，它被声明为一个整数列表。

因此，Java 的设计者确保您不能欺骗编译器。如果你不能欺骗编译器(就像我们可以用数组做的那样)，你也不能欺骗运行时类型系统。

因此，我们说泛型类型是不可具体化的。

显然，这会妨碍多态性。考虑以下示例:
static long sum(Number[] numbers) {
   long summation = 0;
   for(Number number : numbers) {
      summation += number.longValue();
   }
   return summation;
}

现在你可以像这样使用它:
Integer[] myInts = {1,2,3,4,5};
Long[] myLongs = {1L, 2L, 3L, 4L, 5L};
Double[] myDoubles = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};

System.out.println(sum(myInts));
System.out.println(sum(myLongs));
System.out.println(sum(myDoubles));

但是如果你试图用泛型集合实现相同的代码，你将不会成功:
static long sum(List<Number> numbers) {
   long summation = 0;
   for(Number number : numbers) {
      summation += number.longValue();
   }
   return summation;
}

如果您尝试...
List<Integer> myInts = asList(1,2,3,4,5);
List<Long> myLongs = asList(1L, 2L, 3L, 4L, 5L);
List<Double> myDoubles = asList(1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0);

System.out.println(sum(myInts)); //compiler error
System.out.println(sum(myLongs)); //compiler error
System.out.println(sum(myDoubles)); //compiler error

解决方案是学习使用 Java 泛型的两个强大功能，即协变和逆变。

协方差

使用协方差，您可以从结构中读取项目，但不能向其中写入任何内容。所有这些都是有效的声明。
List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Integer>();
List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Float>()
List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Double>()

您可以阅读 myNums :
Number n = myNums.get(0);

因为您可以确定无论实际列表包含什么，它都可以向上转换为数字(毕竟任何扩展数字的东西都是数字，对吗？)

但是，不允许将任何内容放入协变结构中。
myNumst.add(45L); //compiler error

这是不允许的，因为 Java 无法保证泛型结构中对象的实际类型是什么。它可以是扩展 Number 的任何东西，但编译器无法确定。所以你可以读，但不能写。

逆变

使用逆变你可以做相反的事情。您可以将事物放入通用结构中，但无法从中读出。
List<Object> myObjs = new List<Object();
myObjs.add("Luke");
myObjs.add("Obi-wan");

List<? super Number> myNums = myObjs;
myNums.add(10);
myNums.add(3.14);

在这种情况下，对象的实际性质是一个对象列表，通过逆变，可以将数字放入其中，基本上是因为所有数字都有对象作为它们的共同祖先。因此，所有数字都是对象，因此这是有效的。

但是，假设您将获得一个数字，您无法安全地从这个逆变结构中读取任何内容。
Number myNum = myNums.get(0); //compiler-error

如您所见，如果编译器允许您编写此行，您将在运行时收到 ClassCastException。

获取/放置原理

因此，当您只打算从结构中取出泛型值时使用协变，仅打算将泛型值放入结构中时使用逆变，而当您打算同时执行这两种操作时使用确切的泛型类型。

我拥有的最好的例子是将任何类型的数字从一个列表复制到另一个列表中。它只从源头获取元素，它只将元素放在命运中。
public static void copy(List<? extends Number> source, List<? super Number> destiny) {
    for(Number number : source) {
        destiny.add(number);
    }
}

由于协变和逆变的力量，这适用于这样的情况:
List<Integer> myInts = asList(1,2,3,4);
List<Double> myDoubles = asList(3.14, 6.28);
List<Object> myObjs = new ArrayList<Object>();

copy(myInts, myObjs);
copy(myDoubles, myObjs);

关于java - 为什么和什么是多态泛型类型，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/12972910/

java为什么codebrpregenerics

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