Java泛型通配符＜? extends T＞和＜? super T＞

<? extends T>和<? super T>是Java泛型中的“通配符”和“边界”的概念。
<? extends T>：是指“上界通配符”
<? super T>：是指“下界通配符”

1. 为什么要用通配符和边界？

在使用泛型的过程中，经常出现一种很别扭的情况，举个例子：我们有Fruit类和它的派生类Apple类.

class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}

然后有一个简单的容器：Plate类。盘子里放的是一个泛型的东西：T。我们可以对这个东西做最简单的“放”和“取”的动作：set()和get()方法。

class Plate<T>{
	private T item;
    public Plate(T t) {
    	item = t;
    }
    public void set(T t) {
    	item = t;
    }
    public T get() {
    	return item;
    } 
}

现在我定义一个“水果盘子”，逻辑上水果盘子当然可以装苹果。

Plate<Fruit> p = new Plate<Apple>(new Apple());

但实际上Java编译器不允许这个操作。会报错：“装苹果的盘子”无法转换成“装水果的盘子”。

编译器认定的逻辑是这样的：

* 苹果 is a 水果

* 装苹果的盘子 is not a 装水果的盘子

所以就算容器中装的东西有继承关系，但容器之间是没有继承关系的。我们不可以让装水果的盘子Plate<Fruit> 的引用指向装苹果的盘子Plate<Apple> ；

所以为了让泛型用起来更舒服，Sun公司就想出来<? extends T>和<? super T>的办法，来让“水果盘子”和 “苹果盘子”之间发生关系。

2.什么是上界？

<? extends T>：T是上界，下面的代码就是“上界通配符”

Plate<? extends Fruits>

翻译出来就是：一个能放水果和所有水果派生类的盘子。再直白点就是：啥水果都能放的盘子。 Plate<? extends Fruit>和Plate<Apple>最大的区别就是：Plate<? extends Fruit>是Plate<Fruit>以及 Plate<Apple>的基类。 直接的好处就是，我们可以用“苹果盘子”给“水果盘子”赋值了。类似于向上转型。

Plate<? extends Fruit> p = new Plate<Apple>(new Apple()); //这时编译器不报错，虽然不能使用Plate 的set方法进行存取，但是可以在初始化的时指定不同的类型
把Fruit和Apple的例子再扩展一下，食物分成水果和肉类，水果有苹果和香蕉，肉类有猪肉和牛肉，苹果还有
青苹果和红苹果。

//Lev 1
class Food{}

//Lev 2
class Fruit extends Food{}
class Meat extends Food{}

//Lev 3
class Apple extends Fruit{}
class Banana extends Fruit{}
class Pork extends Meat{}
class Beef extends Meat{}

//Lev 4
class RedApple extends Apple{}
class GreenApple extends Apple{}

上界通配符Plate<? extends Fruit>覆盖下图中蓝色的区域：

3.什么是下界？

    <? super T>：T是下界
    1.相应的“下界通配符”，Plate<? super Fruit>表达的就是相反的概念： 一个能放水果以及一切是水果基类（父类）的盘子。Plate<? super Fruit>是Plate<Fruit>的基类（上界通配符和下界通配符都是Plate<T>的基类），但不是Plate<Apple>的基类。

    2.对应上面的例子，Plate<? super Fruit>覆盖下图中红色的区域：

4. 上下界通配符的副作用

    1.边界让Java不同泛型之间的转换更容易了，但这样的转换也有一定的副作用，那就是容器的部分功能可能失效。主要是“存”和“取”元素。

    2.还是以刚才的Plate为例，我们可以对盘子做两件事，往盘子里set()新东西，以及从盘子里get()东西。
4.1 上界通配符<? extends Fruit>不能向容器中存东西，只能（有限制地）往外取东西，但取东西没法指定具体收的子类，所以只能用T接收或者T的基类接收。

    1.<? extends Fruit>会使往盘子里放东西的set()方法失效。但取东西get()方法有效。比如下面例子中的俩个
set()方法，插入Apple和Fruit都报错。

Plate<? extends Fruit> p = new Platte<Apple>(new Apple());

//存入元素操作都会报错
p.set(new Fruit()); //error
p.set(new Apple()); //error

//读元素操作只能放在Fruit或它的基类中
Fruit newFruit1 = p.get();
Object newFruit2 = p.get();

//这样取会报错
Apple newFruit3 = p.get() //Error

    2.原因是编译器只知道Plate<? extends Fruit>容器内是Fruit或者它的派生类，所以取时不能用具体的派生类接收。只能用Fruit或者Fruit的基类接收。
    所以通配符<?>和类型参数<T>的区别就在于，对于编译器来说所有的T都代表同一种类型。比如下面这个泛型方法里，三个T都指代同一个类型，要么都是String，要么都是Integer。    

public <T> List<T> fill(T... t);  

    3.但通配符<?>没有这种约束，Plate<?>单纯的就表示：盘子里放了一个东西，是什么我不知道。

    所以存操作的问题就出现在这里：上界通配符Plate<? extends Fruit>里面放什么不确定，都是Fruit的派生类。存操作时，接收却只是用了一个占位符或者通配符来接收，来表示捕获一个Fruit类或其子类，具体什么类不知道。然后无论是想往里面插入Apple或者Meat或者Fruit，编译器都不知道能不能和这个占位符匹配，所以存操作都不允许。
    所以存操作失效，什么都放不进去。
4.2 下界<? super T>不影响往里面存，你可以存入子类这些，但是实际读取是有问题的，往外取时只能放到Object对象里面去，所以才说意味着容器中存的都是Fruit和所有Fruit的基类。

    1.理解一下：下界通配符Plate<? super Fruit>意味着容器中存的都是Fruit和所有Fruit的基类。那么此时取出来的东西也只可能是Fruit或Fruit的基类，但是具体是哪个类不知道，所以只能用Object接收。所以<? super Fruit>会使从盘子里取东西的get()方法部分失效，只能存放到Object对象里面。

Plate<? super Fruit> p = new Plate<Fruit>(new Fruit());

//存入元素正常
p.set(new Fruit());
p.set(new Apple());

//读取出来的东西只能存放在Object类里
Apple newFruit3 = p.get(); //error
Fruit newFruit1 = p.get(); //error

Object newFruit2 = p.get();

     2.但是set()存操作正常。
    因为下界规定了元素的最小粒度的下限，实际上是放松可容器元素的类型控制。因为存放的元素都是Fruit的基类，那只要往里面存的粒度都比Fruit小或相等都可以。但往外读取元素就费劲了，只有所有类的基类Object对象才能保证每次都装下。但是这样的话，元素的类型信息就全部丢失了。

5.PECS原则

现在PESC原则（Producer Extends Consumer Super），就很好理解了。

* 频繁往外读取内容的适合：上界通配符<? extends T>
* 频繁往里插入的，设立：下界通配符<? super T>

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