Java - 泛型通配符 ? 与 T 的区别

Posted 2021-10-18 程序员牧码

之前对Java的泛型不太熟悉，没怎么搞明白通配符 ？ 的使用，以及 ？ 与 T 的区别，导致一直懵懵懂懂，也不太敢用。

网上找了一大堆解释文章，都没有怎么讲清晰，最后发现是Java官方的教程《Lesson: Generics》，把泛型和通配符的问题讲得非常清楚。

List<T> , 这个 T 是一个形参，可以理解为一个占位符，被使用时，会在程序运行的时候替换成具体的类型，比如替换成String，Integer之类的。

List<?>, 这个 ？ 是一个实参，这是Java定义的一种特殊类型，比Object更特殊，就像一个影子。比如List<Object>和List<String>是没有父子关系的，这是两个类型，List<Object>类型和List<String>类型；但是List<?> 是 List<String>的父类。

用数学集合的语言来表述，? 表示了集合【所有Java类型，String，Integer等系统定义的，或者用户定义的Foo等类型】这个整体；而 T 表示了集合【所有Java类型，String，Integer等系统定义的，或者用户定义的Foo等类型】中的一个成员。

正是因为 ? 是个集合，T 是集合中的一个成员，导致我们很容易混淆这两者到底有什么区别。在一些情况下，这两者确实是可以相互替换的，但是另一种情况下就不行了。

？表示了任何的一种类型，那 List<?> 岂不是可以包含 String 和 Integer，但这又和Java的类型系统矛盾了，List里面只能放一种类型。于是乎，对于 List<?> list 是不可能进行 list.add(1) 的，不能对它进行写操作，除了可以 list.add(null) 。

而对于 List<T>, 却是可以进行写操作的

public static <T extends Number> void addTExtend(List<T> list, T e){
    list.add(e);
}

那List<?>到底有什么意义呢？在我不需要处理数组里的元素的时候，写代码更方便简单。如下两个方法的功能是一样的，但是使用List<?>简单些。

public static void setNullWildcard(List<?> list){
    list = null;
}

public static <T> void setNullT(List<T> list){
    list = null;
}

List<?>里面的元素，如果你取出来，会都被转化为Object（因为Object是这个集合里所有元素的父），如果你只需要用到这个集合最顶层的父元素的方法，比如List<?>就是Object的方法，List<? extends Number> 就是 Number 的方法，那你也可以使用List<?>以及List<? extends Number> 来简化代码的书写

public static <T> void printList(List<T> list){
    for(T e: list){
        System.out.print(e + " ");
    }
    System.out.println("");
}

public static void printListWildCard(List<?> list){
    for(Object e: list){
        System.out.print(e + " ");
    }
    System.out.println("");
}

如上两个方法，功能都是一样的，只是用 List<?> 更简便。

总结 ? 相对于 T 的第一个区别：不关心List里面的元素，或者只需要用到List里面元素的最顶层父元素的方法的时候，可以用List<?>来简化代码的书写。

上面说到了 List<? extends Number>，如下代码，使用 ? 还是 T ，都可以实现同样的功能

public static void printListWildCardExtend(List<? extends Number> list){
    for(Number e: list){
        System.out.print(e + " ");
    }
    System.out.println("");
}

public static <T extends Number> void printListTExtend(List<T> list){
    for(Number e: list){
        System.out.print(e + " ");
    }
    System.out.println("");
}

两者都可以通过extends来限定一个类型的子集，但是 T 可以 List<T extends Number & ExtendInterface> 即限定为多重继承的，？ 却不可以

public static <T extends Number & ExtendInterface> void printListTExtend(List<T> list){
    for(Number e: list){
        System.out.print(e + " ");
    }
    System.out.println("");
}

无法实现 void printListWildCardExtend(List<? extends Number & ExtendInterface> list)

总结 ? 与 T 的第二个区别：使用extends限定类型子集的时候，？不能多重继承，T 可以

public static void printListSuperNumber(List<? super Integer> list){
    for(Object e: list) {
        System.out.print(e + " ");
    }
    System.out.println("");
}

？是可以限定父集的，但是 T 是做不到这一点的。

总结？与 T的第三个区别：使用super限定父集的时候，？ 可以， T 不可以