12.Java 基础 - 通配符

基本概念

通配符（Wildcard） ，使用一个问号表示类型参数 ， 是一种表示【未知类型】的【类型约束】的方法。

泛型将数据类型定义为一个参数，我们可以在用到的使用再指定具体的类型。但是如果在用到的时候还不能确定具体的类型，就需要依靠通配符来解决。

抽象的讲，因为泛型不支持协变，所以才引入了通配符，使得将泛型类型变成协变的。

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通配符作用

下面通过两个例子来探究下通配符的作用。

1.不使用通配符

ArrayList<Object> list_obj = null;
ArrayList<String> list_str = new ArrayList<String>();
// ArrayList 的元素支持  String -> Object 的强制转换list_str.add("hello");
System.out.println((Object)list_str.get(0));// 编译错误，泛型不支持协变list_obj = list_str;

观察代码，发现：

• 存放在 ArrayList 中的元素却是支持从 String -> Object 的向上转型，因为 String 是 Object 的子类。

• 当 ArrayList 的参数类型从 String -> Object 转换的时候出现了编译错误，因为泛型不支持协变。

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2.使用通配符

ArrayList<String> list_str = new ArrayList<String>();
list_str.add("hello");

ArrayList<Integer> list_int = new ArrayList<Integer>();
list_int.add(100);

ArrayList<?> list = null;
list = list_str;
System.out.println(list.get(0));    // hellolist = list_int;
System.out.println(list.get(0));    // 100//编译错误list.add("hello");
list.add(100);

观察代码，发现：

• 在使用了通配符之后，它允许其接受任意类型的转变，正好解决了泛型不支持协变的限制。

• 但是同时也失去了向其中加入任何类型对象的权利。

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通配符类型

通配符的形式有三种，分别是：

//1、无限定通配符 Demo<?>//2、上边界限定通配符 Demo< ? extends Number>   

//3、下边界限定通配符    Demo< ? super Number>

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1.上边界限定通配符

观察下面的例子：定义了三个带有继承关系的类，分别是 Person -> Man -> Worker。

class Person{    void print(){
    }
}

class Man extends Person{    void paly(){
    }
}

class Worker extends Man{    void say(){
    }
}public class Test {
    public static void main(String[] args)  {        
    // 创建了三个 ArrayList 数组
        ArrayList<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        ArrayList<Man> manList= new ArrayList<Man>();
        ArrayList<Worker> workerList = new ArrayList<Worker>();        
        // 限定了上界， ？ 代表 Man 以及继承 Man 的类
        ArrayList<? extends Man> list  = null;

        list = manList;
        list = workerList;        // 编译错误，因为 Person 是 Man 的父类
        list = personList;        // 编译错误，因为使用了通配符就不能添加对象
        list.add(new Man());
        list.add(new Worker());        for(Man man : list){
            man.print();
            man.paly();
        }        for(Person per : list){
            per.print();
        }        // 编译错误，因为 ？ 也可以代表 Man
        // 从继承我们可以知道 Worker 肯定是 Man，但 Man 不一定是 Worker。
        // for(Worker worker : list);
    }
}

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2.下边界限定通配符

// 省略相同代码...public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        ArrayList<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        ArrayList<Man> manList= new ArrayList<Man>();
        ArrayList<Worker> workList = new ArrayList<Worker>();        
        // 限定了下届， ？ 代表 Man 以及 Man 的父类
        ArrayList<? super Man> list  = null;

        list = personList;
        list = manList;        // 编译错误，因为 Worker 是 Man 的子类
        list = workList;        // 编译错误，无法确定其父类对象
        // Person 继承子 Cell 类，那么用 Person 遍历就是错误的
        // for(Man man : list);
        // for(Person per : list);

        // 因为 Object 是所有类的根类,所以可以用Object来遍历
        // for(Object obj : list);
    }
}

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3.无边界通配符

// 省略相同代码...public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        ArrayList<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        ArrayList<Man> manList= new ArrayList<Man>();
        ArrayList<Worker> workList = new ArrayList<Worker>();        //无边界通配符
        ArrayList<?> list  = null;        //可以代表一切类型
        list = personList;
        list = manList;
        list = workList;        //为了避免类型混淆，只允许使用 Object 遍历
        for(Object obj : list); 
    }
}

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