Java泛型中＜?＞和＜? extends Object＞的异同分析

分手后的思念是犯贱 2023-10-14 14:09 10阅读 0赞

相信很多人和我一样，接触Java多年，却仍旧搞不清楚 `Java` 泛型中 `<?>` 和 `<? extends Object>` 的相似和不同。但是，这应该是一个比较高端大气上档次的Question， 在我们进行深入的探讨之前，有必要对Java泛型有一个基础的了解。

### 1. 泛型产生的背景 ###

在 JDK5 中引入了泛型来消除编译时错误和加强类型安全性。这种额外的类型安全性消除了某些用例中的强制转换，并使程序员能够编写泛型算法，这两种方法都可以生成更具可读性的代码。

例如，在 JDK5 之前，我们必须使用强制转换来处理列表的元素。这反过来又产生了一类特定的运行时错误：

List aList = new ArrayList();
    aList.add(new Integer(1));
    aList.add("a_string");
            
    for (int i = 0; i < aList.size(); i++) {
        Integer x = (Integer) aList.get(i);
    }

现在，我们想解决两个问题：

*  我们需要一个显式转换来从 `aList` 中提取值——类型取决于左侧的变量类型（在本例中为 *Integer* ）
 *  当我们试图将 `a_string` 转换为 `Integer` 时，在第二次迭代中会出现运行时错误。

泛型填补了这个空白，代码如下：

List<Integer> iList = new ArrayList<>();
    iList.add(1);
    iList.add("a_string"); // compile time error
     
    for (int i = 0; i < iList.size(); i++) {
        int x = iList.get(i);
    }

执行上述代码，编译器会告诉我们，无法将 *a\_string* 添加到 *Integer* 类型的 *List* 中，这比起在运行时才发现异常要好很多。

而且，不需要显式转换，因为编译器已经知道 *iList* 包含 *Integer* 类型的数据。另外，由于自动拆箱的关系，我们甚至不需要使用 *Integer* 类型，它的原始类型就足够了。

### 2. 泛型中的通配符 ###

问号或通配符在泛型中用来表示未知类型。它可以有三种形式：

*  *无界通配符* ： List<?> 表示未知类型的列表
 *  *上界通配符* ：List<? extends Number> 表示 *Number* 或其子类型（如 *Integer* 和 *Double）的列表*
 *  *下界通配符* ：List<? super Integer> 表示 *Integer* 或其超类型 *Number* 和 *Object的列表*

由于 *Object* 是 Java 中所有类型的固有超类，所以我们会认为它也可以表示未知类型。换句话说， `List<?>` 和 `List<Object>` 可以达到相同的目的。但事实并非如此。

来看看这两个方法：

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

给出一个 *整数* 的列表，比如：

List<Integer> li = Arrays.asList(1, 2, 3);

执行 `printListObject(li)` 不会编译，并且我们将得到以下错误：

The method printListObject(List<Object>) is not applicable for the arguments (List<Integer>)

而执行 `printListWildCard(li)` 将通过编译，并将 *1 2 3* 输出到控制台。

### 3. <?>和<? extends Object>的相同之处 ###

在上面的示例中，如果我们将 *printListWildCard* 方法更改为：

public static void printListWildCard(List<? extends Object> list)

它的工作方式与 `printListWildCard(List<?>)` 相同。这是因为 *Object* 是 Java 所有对象的超类，基本上所有的东西都扩展了 *Object* 。因此，这个方法也会处理一个 Integer 类型的List。

也就是说， <?> 和 <? extends Object> 在这个例子中是同一个意思。

虽然在大多数情况下，这是正确的， **但也有一些区别** 。接下来我们就来看看它们之间的差异。

### 4. <?>和<? extends Object>的不同之处 ###