泛型、类型参数和通配符

Posted 2023-03-31

【中文标题】泛型、类型参数和通配符

【英文标题】：Generics, Type Parameters and Wildcards

【发布时间】：2014-12-14 01:10:12

【问题描述】：

我正在尝试理解 Java 泛型，但它们似乎非常难以理解。比如这样就可以了……

public class Main 

    public static void main(String[] args) 
        List<?> list = null;
        method(list);
    

    public static <T> void method(List<T> list)  

……原来如此……

public class Main 

    public static void main(String[] args) 
        List<List<?>> list = null;
        method(list);
    

    public static <T> void method(List<T> list)  

...还有这个...

public class Main 

    public static void main(String[] args) 
        List<List<List<?>>> list = null;
        method(list);
    

    public static <T> void method(List<List<T>> list)  

...但这不能编译：

public class Main 

    public static void main(String[] args) 
        List<List<?>> list = null;
        method(list);
    

    public static <T> void method(List<List<T>> list)  

有人可以用简单的语言解释发生了什么吗？

【问题讨论】：

只是好奇，鲍里斯的回答是否足够，或者您对此仍然持怀疑态度？

@Radiodef 我现在对此一点也不怀疑。花了一段时间，但我终于明白了。自从我写这个问题以来，我一直在回答大量的泛型问题！

好的，没问题。 ; ) 我看到了 cmets 并考虑写一些额外的东西。这种情况并不经常出现。 "Capture conversion is not applied recursively." 只能捕获第一个示例中的通配符。

@Radiodef 对我来说，关键是当我终于明白List<?> 是一种类型（而? 不是）。所以List<List<?>> 表示List，其元素的类型为List<?>，而List<?> 表示List 某种未知类型。

是的，这里错误的性质是：如果你有一个List<?> ? 可以像类型（捕获）一样处理第一个例子。但是如果你有一些像Map<?, List<?>> 这样的嵌套类型，则只能捕获“最外层”类型中的通配符（因此Map 而不是List）可以被捕获。 Boris 的回答说明了 why（我们可以做不安全的事情），但没有说明 how（捕获）的细节。通配符的语义略有不同，具体取决于它是“外部”还是“内部”类型。

【参考方案1】：

了解泛型类型的主要内容是它们不是协变的。

所以虽然你可以这样做：

final String string = "string";
final Object object = string;

以下将无法编译：

final List<String> strings = ...
final List<Object> objects = strings;

这是为了避免绕过泛型类型的情况：

final List<String> strings = ...
final List<Object> objects = strings;
objects.add(1);
final String string = strings.get(0); <-- oops

所以，一个一个地浏览你的例子

1

你的泛型方法需要一个List<T>，你传入一个List<?>；这（本质上）是List<Object>。 T 可以分配给Object 类型，编译器很高兴。

2

你的泛型方法是一样的，你传入一个List<List<?>>。 T 可以分配给List<?> 类型，编译器又高兴了。

3

这与 2 基本相同，只是多了一层嵌套。 T 仍然是 List<?> 类型。

4

这是一个有点梨形的地方，也是我从上面的观点进来的地方。

您的通用方法采用List<List<T>>。你传入一个List<List<?>>。现在，由于泛型类型不是协变的，List<?> 不能分配给 List<T>。

实际的编译器错误（Java 8）是：

必填：java.util.List<java.util.List<T>> 找到： java.util.List<java.util.List<?>>原因：无法推断 类型变量T （参数不匹配；java.util.List<java.util.List<?>> 无法转换为java.util.List<java.util.List<T>>）

基本上，编译器告诉您它找不到要分配的T，因为必须推断嵌套在外部列表中的List<T> 的类型。

让我们更详细地看一下：

List<?> 是一个未知类型的List - 它可以是List<Integer> 或List<String>；我们可以将get 设为Object，但我们不能add。因为否则我们会遇到我提到的协方差问题。

List<List<?>> 是 List 或 List 的某个未知类型 - 它可能是 List<List<Integer>> 或 List<List<String>>。在 1 的情况下，可以将 T 分配给 Object 并且不允许在通配符列表上进行 add 操作。如果 4 无法做到这一点 - 主要是因为没有泛型构造来防止 add 到外部 List。

如果编译器在第二种情况下将 T 分配给 Object，则可能会出现以下情况：

final List<List<Integer>> list = ...
final List<List<?>> wildcard = list;
wildcard.add(Arrays.asList("oops"));

因此，由于协方差，不可能安全地将List<List<Integer>> 分配给任何其他通用List。

【讨论】：

这几乎让我信服。当您说 T 可以分配给 Object 类型时，唯一的问题是在示例 1 中。这对我来说似乎不对 - 如果您用采用 List

这里也一样 - 听起来很有说服力，但......并不完全：您可以在显式传入 List<List<Object>> 时调用最后一个方法，因此该参数不应该是指缺少协方差，而是类型推断系统的弱点和其中涉及的通配符....

你不是说objects.add(1);吗？

@pbabcdefp 添加了一个澄清的编辑 - 希望能更清楚地解释这个问题。

一些被阻止的事情没有你提到的例外的风险。例如。如果我有一个带有签名static <T> List<List<T>> m1(List<T> a) 的方法和另一个带有签名static <T> void m2(List<List<T>> a) 的方法，您会发现如果x 的类型为List<?>，那么m2(m1(x)) 将无法编译！返回 List<List<T>> 的方法返回的值不被接受为参数类型为 List<List<T>> 的方法的参数。但是m2(m1(x)) 是没有风险的——你可以编写一个带有参数List<T> 的方法，它的主体是m2(m1(x));，它接受List<?> 就好了。