java泛型通配符详解

前言

java 泛型（generics）是 jdk 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许开发者在编译时检测到非法的类型。

泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

泛型带来的好处

在没有泛型的情况的下，通过对类型 object 的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是本身就是一个安全隐患。

那么泛型的好处就是在编译的时候能够检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的。

public class glmappergeneric<t> {
        private t t;
    public void set(t t) { this.t = t; }
    public t get() { return t; }

    public static void main(string[] args) {
        // do nothing
    }

  /**
    * 不指定类型
    */
  public void nospecifytype(){
    glmappergeneric glmappergeneric = new glmappergeneric();
    glmappergeneric.set("test");
    // 需要强制类型转换
    string test = (string) glmappergeneric.get();
    system.out.println(test);
  }

  /**
    * 指定类型
    */
  public void specifytype(){
    glmappergeneric<string> glmappergeneric = new glmappergeneric();
    glmappergeneric.set("test");
    // 不需要强制类型转换
    string test = glmappergeneric.get();
    system.out.println(test);
  }
}

上面这段代码中的 specifytype 方法中 省去了强制转换，可以在编译时候检查类型安全，可以用在类，方法，接口上。

泛型中通配符

我们在定义泛型类，泛型方法，泛型接口的时候经常会碰见很多不同的通配符，比如 t，e，k，v 等等，这些通配符又都是什么意思呢？

常用的 t，e，k，v，？

本质上这些个都是通配符，没啥区别，只不过是编码时的一种约定俗成的东西。比如上述代码中的 t ，我们可以换成 a-z 之间的任何一个 字母都可以，并不会影响程序的正常运行，但是如果换成其他的字母代替 t ，在可读性上可能会弱一些。通常情况下，t，e，k，v，？是这样约定的：

• ？表示不确定的 java 类型
• t (type) 表示具体的一个java类型
• k v (key value) 分别代表java键值中的key value
• e (element) 代表element

？*通配符

先从一个小例子看起，原文在这里。

我有一个父类 animal 和几个子类，如狗、猫等，现在我需要一个动物的列表，我的第一个想法是像这样的：

list<animal> listanimals

但是老板的想法确实这样的：

list<? extends animal> listanimals

为什么要使用通配符而不是简单的泛型呢？通配符其实在声明局部变量时是没有什么意义的，但是当你为一个方法声明一个参数时，它是非常重要的。

static int countlegs (list<? extends animal > animals ) {
    int retval = 0;
    for ( animal animal : animals )
    {
        retval += animal.countlegs();
    }
    return retval;
}

static int countlegs1 (list< animal > animals ){
    int retval = 0;
    for ( animal animal : animals )
    {
        retval += animal.countlegs();
    }
    return retval;
}

public static void main(string[] args) {
    list<dog> dogs = new arraylist<>();
     // 不会报错
    countlegs( dogs );
    // 报错
    countlegs1(dogs);
}

当调用 countlegs1 时，就会飘红，提示的错误信息如下：

所以，对于不确定或者不关心实际要操作的类型，可以使用无限制通配符（尖括号里一个问号，即），表示可以持有任何类型。像 countlegs 方法中，限定了上届，但是不关心具体类型是什么，所以对于传入的 animal 的所有子类都可以支持，并且不会报错。而 countlegs1 就不行。

上界通配符 < ? extends e>

上届：用 extends 关键字声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的子类。

在类型参数中使用 extends 表示这个泛型中的参数必须是 e 或者 e 的子类，这样有两个好处：

• 如果传入的类型不是 e 或者 e 的子类，编译不成功
• 泛型中可以使用 e 的方法，要不然还得强转成 e 才能使用

private <k extends a, e extends b> e test(k arg1, e arg2){
    e result = arg2;
    arg2.compareto(arg1);
    //.....
    return result;
}

类型参数列表中如果有多个类型参数上限，用逗号分开

下界通配符 < ? super e>

下界: 用 super 进行声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的父类型，直至 object

在类型参数中使用 super 表示这个泛型中的参数必须是 e 或者 e 的父类。

private <t> void test(list<? super t> dst, list<t> src){
    for (t t : src) {
        dst.add(t);
    }
}

public static void main(string[] args) {
    list<dog> dogs = new arraylist<>();
    list<animal> animals = new arraylist<>();
    new test3().test(animals,dogs);
}
// dog 是 animal 的子类
class dog extends animal {

}

dst 类型 “大于等于” src 的类型，这里的“大于等于”是指 dst 表示的范围比 src 要大，因此装得下 dst 的容器也就能装 src 。

上界通配符主要用于读数据，下界通配符主要用于写数据。

？和 t 的区别

？和 t 都表示不确定的类型，区别在于我们可以对 t 进行操作，但是对 ？不行，比如如下这种 ：

// 可以
t t = operate();

// 不可以
？car = operate();

简单总结下：

t 是一个 确定的 类型，通常用于泛型类和泛型方法的定义，？是一个 不确定 的类型，通常用于泛型方法的调用代码和形参，不能用于定义类和泛型方法。

区别1：通过 t 来 确保 泛型参数的一致性

// 通过 t 来 确保 泛型参数的一致性
public <t extends number> void
test(list<t> dest, list<t> src)

//通配符是 不确定的，所以这个方法不能保证两个 list 具有相同的元素类型
public void
test(list<? extends number> dest, list<? extends number> src)

像下面的代码中，约定的 t 是 number 的子类才可以，但是申明时是用的 string ，所以就会飘红报错。

不能保证两个 list 具有相同的元素类型的情况

glmappergeneric<string> glmappergeneric = new glmappergeneric<>();
list<string> dest = new arraylist<>();
list<number> src = new arraylist<>();
glmappergeneric.testnon(dest,src);

上面的代码在编译器并不会报错，但是当进入到 testnon 方法内部操作时（比如赋值），对于 dest 和 src 而言，就还是需要进行类型转换。

区别2：类型参数可以多重限定而通配符不行

使用 & 符号设定多重边界（multi bounds)，指定泛型类型 t 必须是 multilimitinterfacea 和 multilimitinterfaceb 的共有子类型，此时变量 t 就具有了所有限定的方法和属性。对于通配符来说，因为它不是一个确定的类型，所以不能进行多重限定。

区别3：通配符可以使用超类限定而类型参数不行

类型参数 t 只具有 一种 类型限定方式：

t extends a

但是通配符 ? 可以进行 两种限定：

? extends a
? super a

`class`和 `class`区别

前面介绍了 ？和 t 的区别，那么对于，class<t>和<class<?>又有什么区别呢？
class<t>和class<?>

最常见的是在反射场景下的使用，这里以用一段发射的代码来说明下。

// 通过反射的方式生成  multilimit
// 对象，这里比较明显的是，我们需要使用强制类型转换
multilimit multilimit = (multilimit)
class.forname("com.glmapper.bridge.boot.generic.multilimit").newinstance();

对于上述代码，在运行期，如果反射的类型不是 multilimit 类，那么一定会报 java.lang.classcastexception 错误。

对于这种情况，则可以使用下面的代码来代替，使得在在编译期就能直接 检查到类型的问题：

class<t>在实例化的时候，t 要替换成具体类。class<?>它是个通配泛型，? 可以代表任何类型，所以主要用于声明时的限制情况。比如，我们可以这样做申明：

// 可以
public class<?> clazz;
// 不可以，因为 t 需要指定类型
public class<t> clazzt;

所以当不知道定声明什么类型的 class 的时候可以定义一 个class。

那如果也想public class<t> clazzt;这样的话，就必须让当前的类也指定 t ，

public class test3<t> {
    public class<?> clazz;
    // 不会报错
    public class<t> clazzt;

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