在上篇《Java泛型的基本使用》这篇文章中遗留以下问题,即将子类型也能添加到父类型的泛型中,要实现这种功能必须借助于协变。

实验准备

  现在在上篇文章展示的Decorator类型的基础上,增加一些代码,如代码清单1所示。

代码清单1

/**
*
* 描 述:Exp2使用br/>
* 作 者:jiaan.gja<br/>
* 历 史: (版本) 作者 时间 注释 <br/>
* @param itemList
*/
public void doDecorate2(List<? extends T> itemList) {
for(int i = 0; i < itemList.size(); i++) {
System.out.println(itemList.get(i));
}
} /**
*
* 描 述:Exp2使用<br/>
* 作 者:jiaan.gja<br/>
* 历 史: (版本) 作者 时间 注释 <br/>
* @param itemList
* @param t
*/
public void addDecorate2(List<? extends T> itemList, T t) {
    // itemList.add(t);
}

可以看到这跟《Java泛型的基本使用》中的doDecorate和addDecorate方法几乎一样,唯一的区别是将List<T>改为List<? extends T>,这种语法被称为协变。如果你已经在IDE里写了上面的代码,肯定发现addDecorate2中的语句itemList.add(t);已经编译报错。所以我们先将itemList.add(t);这条语句暂时注释掉,先来看看doDecorate2有没有达到我们的预期。

实验:泛型协变

  现在我们尝试下协变的用途,即调用doDecorate2方法,如代码清单2所示。

代码清单2

/**
*
* 类 名: Exp2<br/>
* 描 述: 泛型的协变使用<br/>
* 作 者: jiaan.gja<br/>
* 创 建: 2015年8月20日<br/>
*
* 历 史: (版本) 作者 时间 注释
*/
class Exp2 {
public static void main(String[] args) { Decorator<Auction> decoratorA = new Decorator<Auction>();
List<Auction> listA = new ArrayList<Auction>();
Auction auctionOne = new Auction("auctionOne");
Auction auctionTwo = new Auction("auctionTwo");
decoratorA.addDecorate2(listA, auctionOne);
decoratorA.addDecorate2(listA, auctionTwo);
decoratorA.doDecorate2(listA); Decorator<Table> decoratorB = new Decorator<Table>();
List<Table> listB = new ArrayList<Table>();
Table tableOne = new Table("tableOne", 10);
Table tableTwo = new Table("tableTwo", 20);
decoratorB.addDecorate2(listB, tableOne);
decoratorB.addDecorate2(listB, tableTwo);
decoratorB.doDecorate2(listB); Decorator<Service> decoratorC = new Decorator<Service>();
List<Service> listC = new ArrayList<Service>();
Service serviceOne = new Service("serviceOne", "methodOne");
Service serviceTwo = new Service("serviceTwo", "methodTwo");
decoratorC.addDecorate2(listC, serviceOne);
decoratorC.addDecorate2(listC, serviceTwo);
decoratorC.doDecorate2(listC); /*
* 协变测试开始
*/
decoratorA.doDecorate2(listB);
decoratorA.doDecorate2(listC); }
}

首先,我们看到doDecorate2方法至少能达到《Java泛型的基本使用》中的doDecorate方法的效果。

由于声明了decoratorA的类型是Decorator<Auction>,那么此时实例decoratorA的doDecorate2的参数可以认为是下面这样:

List<? extends Auction> itemList

而listB的类型是ArrayList<Table>,listC的类型是ArrayList<Service>,也就是说协变允许:

List<? extends Auction> itemList = new ArrayList<Auction>();
List<? extends Auction> itemList = new ArrayList<Table>();
List<? extends Auction> itemList = new ArrayList<Service>();

这说明itemList中既可以存储Auction,也可以存储Table和Service。我们做个假设,当你想从itemList中获取Table的时候,Java编译器怀疑这实际可能是个Service,因此会有编译错误。如果想从itemList中获取Auction是没有问题的,因为无论是Table还是Service它们都可以被自动转换为父类Auction。这些推测,可以通过代码清单3验证。

代码清单3

        List<? extends Auction> itemList = listA;
Auction a = itemList.get(0);
Table t = itemList.get(0);
Service s = itemList.get(0);
itemList = listB;
a = itemList.get(0);
t = itemList.get(0);
s = itemList.get(0);
itemList = listC;
a = itemList.get(0);
t = itemList.get(0);
s = itemList.get(0);

同样的道理,当你想要向itemList中添加Table时,编译器怀疑itemList实际是个ArrayList<Service>,因此是不允许的。在获取Auction时是没有问题的,那么添加Auction会不会也可以?由于itemList可能是ArrayList<Service>或者ArrayList<Table>,根据上一篇《Java泛型的基本使用》的结论,这实际也是不可以的。可以用下列代码验证:

        Auction auctionThree = new Auction("auctionThree");
itemList.add(auctionThree);
Auction tableThree = new Auction("tableThree");
itemList.add(tableThree);
Auction serviceThree = new Auction("serviceThree");
itemList.add(serviceThree);

因此这也说明了刚开始看到的addDecorate2中的语句itemList.add(t);为什么会编译报错。虽然如此,我们依然希望能将子类型添加到父类型声明的泛型中,这该怎么办?Java当然也考虑到这个问题,请看下一篇《Java泛型的逆变》

总结

  如果从泛型中获取子类,应该使用协变。

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