为啥当“？扩展 Klass”被允许时，泛型被认为是不变的？

Posted 2023-02-25

【中文标题】为啥当“？扩展 Klass”被允许时，泛型被认为是不变的？

【英文标题】：Why are generics said to be invariant when "? extends Klass" is allowed?为什么当“？扩展 Klass”被允许时，泛型被认为是不变的？

【发布时间】：2015-03-14 02:04:03

【问题描述】：

在Java中，它说：

String[] is subtype of Object[]

所以说数组是协变的。但是对于泛型，他们说：

List<X> will not be subType of List<Y>.

因此它是不变的。但问题是，“泛型真的是不变的”吗？

例如，如果我给：

List<? extends Exception>

这意味着该列表可以采用Exception 的子类型，例如这是有效的：

List<? extends Exception> k = new ArrayList<NumberFormatException>();

那为什么说泛型是不变的呢？

【问题讨论】：

也许，因为 String 实际上是 Object 的子类型，但 X 可能是也可能不是 Y 的子类型，因为它是通用的......只是猜测

我的评论是对您问题的回答，而不是对why a close vote? :)

我在犹豫是否称其为重复，但我认为this question 和已接受答案中链接的 Java 教程很好地解释了这个问题。我认为造成混淆的主要原因是通配符限制了容器的类型，而不是容器元素的类型。

投票关闭的人不清楚您的要求不了解协变、不变和泛型，因此与其投票关闭，他们应该阅读这些主题并保持问题开放以供学习东西。

@LuiggiMendoza 请不要对人们的动机和理解做出假设。我是投票关闭为不清楚的人，并且（1）这个问题的原始版本以一个不完整的句子结尾，当时它没有被编辑； (2) 这个问题起初在我看来是要我们读懂别人的想法——即为什么人们称泛型为“不变的”，而它们的一种风格不是？所以也许我太快了，但你太快了，无法对“为什么”做出一些相当不准确的假设。

【参考方案1】：

List<? extends Exception> k = new ArrayList<NumberFormatException>();

这意味着列表可以采用 Exception 的子类型

不完全是。您可以分配到kList——或其任何子类型，就像你有ArrayList——在这种情况下，Exception 的任何子类型。

但是你不能添加到kException的任何子类型，或者任何与此相关的东西，因为k是一些未知子类型的List >Exception。例如，

k.add(new NumberFormatException());

会报错。

检索也仅限于已知类型：

NumberFormatException e1 = k.get(0); // error
Exception e2 = k.get(0); // ok, anything in k must be an Exception
NumberFormatException e3 = (NumberFormatException) k.get(0); // ok, but the usual downcast issues exist

【参考方案2】：

数组在 java 中是协变的，但它们不应该是。这只是 Java 语言中的众多设计缺陷之一，尤其是打字系统。 考虑这段代码：

public void messUp(Object objects[])  objects[0] = "foo"; 
Integer ints[] = new Integer[] 1,2,3;
messUp(ints);

这会在没有警告的情况下编译，但在执行时会抛出 ArrayStoreException。

为了回答您的问题，List<T> 是不变的，因为List<String> 不是List<Object> 的子类。 “extends”关键字用于约束类型参数，但不影响方差：<T> void foo(List<T>) 表示可以将任意类型的元素列表传递给foo、<T extends Exception> void foo(List<T>)意思是一样的，只是它约束了类型参数T，所以它必须是Exception的子类。

这不会使List<T> 成为List<Exception> 的子类，它们仍然是两个不同的类。如果它是一个子类，你可以用它做与上面的数组相同的技巧：

<T extends Exception> void foo(List<T> exceptions)  
    List<Exception> l = exceptions;
    l.add(new RuntimeException());       

但这不会编译，因为List<T>不能赋值给List<Exception>（因为它不是子类）；

【参考方案3】：

我认为您问题的简单答案是语义问题。List<Object> 不是List<String> 的超类型。 Collection<String> 是它的超类型，而ArrayList<String> 是它可能的子类型之一。

换一种说法：

 Object[] array = new String[2]; //is a valid declaration.
 List<Object> list = new ArrayList<String>(); //is not.