最近一直忙于学习模电、数电,搞得头晕脑胀,难得今天晚上挤出一些时间来分析一下Java中的逆变、协变。Java早于C#引入逆变、协变,两者在与C#稍有不同,Java中的逆变、协变引入早于C#,故在形式没有C#直观(Google推出的基于jvm的Kotlin语音,则完全走向了C#的路线)。Java中逆变、协变,在泛型集合使用中更多些、更直观(像C#中的用法在Java中较少出现,但并非不可)。

正常泛型集合的使用

示例代码如下:

public static void main(String[] args) {

        ArrayList<Number> alist = new ArrayList<>();
alist.add(new Integer(10));
alist.add(new Float(10.12)); Number n = alist.get(0);
}

对于alist集合而言,泛型类型参数 Number 已限定其可容纳的类型。Integer/Float 类型的对象都可成功加入,并能通过get(index)获取(获取时注意类型为Number)。通过这个示例,可以看到正常泛型集合可 "存取规范的类型及其子类型对象"

协变

如下示例代码:

public class Person {

}
public class Student extends Person{ }
public class Teacher extends Person{ }
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Person> alist = new ArrayList<>();
ArrayList<Student> slist = new ArrayList<>();
//类型转换错误
alist = slist;
}

在 Java 中 Person虽是Student的父类,但泛型 ArrayList<Person> 却并非 ArrayList<Student>的父类,所以 alist = slist 类型不兼容。上面程序中的目的是用 slist 替代 alist的实际功能,因此在以后使用 alist 时实际调用的应该是 slist 对应的功能。

在 Java 中要满足上述需求,应该具备2个条件:

1、放入数据时调用 alist.add(e) 要保证参数e,能转换为 slist.add(e) 中所需类型

2、获取数据时调用 alist.get(index) 的实际执行者 slist.get(index) 返回的结果能够转换为 alist 声明的Person类型

上面条件2是成立的,但条件1却并不一定成立。因 ArrayList<Person> 规范类型为Person,Student、Teacher都满足alist.add(e)的要求,却并不满足 slist.add(e)对类型必须是Student的要求。

修改代码如下:

public static void main(String[] args) {

        ArrayList<? extends Person> alist = new ArrayList<>();
ArrayList<Student> slist = new ArrayList<>();
//类型转换正常
alist = slist;
//添加数据错误
alist.add(new Student());
//正常
Person p = alist.get(0);
}
? extends Person 指明 alist 赋值的泛型集合约束类型只要是 extends Person 的就可以,因此将 ArrayList<Student> slist 赋值给 alist 满足泛型类型参数约束。
alist.add(e) 根据 ? extend Person 的定义,e只要是 Person 类型或其子类型就可满足添加条件,然而 slist 只允许 Student 类型对象加入,因此前面所说的条件1无法保证(null可以被加入,但却意义) 。

因此Java中(根据前面2个条件分析可得到该结论)使用 extends 声明的泛型或泛型集合,只能从其中取值,不能向其中添值
extends 声明的集合只能用于从其中取出元素,可能有朋友会问“不能向其中放入值,又何来从其中取值”。看下面的代码:
public static void main(String[] args) {

            ArrayList<Student> slist = new ArrayList<>();
slist.add(new Student()); ArrayList<Teacher> tlist = new ArrayList<>();
tlist.add(new Teacher()); test(slist);
test(tlist);
}
private static void test(List<? extends Person> list) {
for(Person p : list){
System.out.println(p.toString());
}
}

通过上面的代码很容易发现,test方法的参数 list 在方法内部不允许添加元素(null除外);但在 main 中却可以向 slist、tlist 中添加元素,并作为实参传递到 test 方法的调用过程中。从 test 方法的角度分析,参数 list 里面具体存放的是Person?Student?Teacher?无所谓,这里统一当作Person对象来用绝对是类型安全的。这种把 泛型约束的子类型 当作 泛型约束的父类型 来用的情况就是协变

逆变

示例代码:

public static void main(String[] args) {
ArrayList<Person> alist = new ArrayList<>();
ArrayList<Student> slist = new ArrayList<>();
//类型转换错误
slist = alist;
}

如上代码 意欲使用 alist 替代 slist 进行元素的存储,跟进前面的分析上面代码编译错误。

在 Java 中要满足上述需求,应该具备2个条件:

1、放入数据时调用 slist.add(e) 要保证参数e,能转换为 alist.add(e) 中所需类型

2、获取数据时调用 slist.get(index) 的实际执行者 alist.get(index) 返回的结果能够转换为 slist 声明的Student类型

上面条件1是成立的,但条件2却并不一定成立。因 ArrayList<Person> 规范类型为Person,Student、Teacher都满足alist.add(e)的要求,alist.get(index) 返回值却并一定满足 slist.get(index)返回值必须是Student类型的要求。

修改代码如下:

public static void main(String[] args) {
ArrayList<Object> alist = new ArrayList<>();
ArrayList<? super Person> slist = new ArrayList<>();
// 正常
slist = alist;
slist.add(new Student());
slist.add(new Teacher());
// 错误
slist.add(new Object()); Object obj = slist.get(0);
}
? super Person 指明 slist 赋值的泛型集合约束类型只要是 super Person 的就可以,因此将 ArrayList<Object> alist 赋值给 slist 满足泛型类型参数约束。

? super Person 虽指明集合可容纳Person的父类类型(仅是有容纳能力),但 Person 的继承关系、层级并不明确(Person来自其他jar包)。因此该泛型约束对于Person的父类型并无约束能力,所以 super 禁止添加Person父类型到集合中(有能力容纳,但不允许放入),只能放入Person及其子类型。
slist.get(index)调用实际上执行的是alist.get(index),最终返回值类型是Person?Teacher?Student? 不得而知,所以使用 super 声明的泛型集合get返回只能为Object类型。
因此Java中(根据前面2个条件分析可得到该结论)使用 super 声明的泛型或泛型集合,只能向其中添值,不要从其中取值(取回的值均为 Object 类型,没有意义)。

同样有朋友会问 super 声明的泛型集合只放不取有何意义?看下面代码:
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Person> alist = new ArrayList<>();
test2(alist);
for(Person p : alist){
System.out.println(p.toString());
}
} public static void test2(List<? super Person> list){
list.add(new Student());
list.add(new Teacher());
}

通过上面的代码很容易发现,在 main 中 alist 有明确的类型,并作为实参传递到 test2 方法的调用过程中。从 test2 方法的角度分析,可以向集合中添加Person及其子类对象。这种把 泛型约束的父类型 当作 泛型约束的子类型 来用的情况就是逆变。

说明:

Java 中使用逆变、协变的机会并不算多。如果要使用请记住:如果限定集合仅可放入值时用 super、如果要限定集合仅可取出值时用 extends、如果集合既需要放入值又要取出值时用标准泛型集合。

文章写的仓促,若有不妥请各位朋友指正。

Java 逆变与协变的更多相关文章

  1. Java 逆变与协变的名词说明

    最近在研究Thinking in Java的时候,感觉逆变与协变有点绕,特意整理一下,方便后人.我参考于Java中的逆变与协变,但是该作者整理的稍微有点过于概念化,我在这里简单的说一下 我对于协变于逆 ...

  2. Java中的逆变与协变

    看下面一段代码 Number num = new Integer(1); ArrayList<Number> list = new ArrayList<Integer>(); ...

  3. Java中的逆变与协变(转)

    看下面一段代码 Number num = new Integer(1); ArrayList<Number> list = new ArrayList<Integer>(); ...

  4. Java中的逆变与协变 很直接不饶弯的讲出来了

    ```java 协变 extends只能new 辈分比自己低的家伙 List<? extends Number> list001 = new ArrayList<Integer> ...

  5. Java中的逆变与协变 专题

    结论先行: PECS总结: 要从泛型类取数据时,用extends: 协变 要往泛型类写数据时,用super: 逆变 既要取又要写,就不用通配符(即extends与super都不用) 不变 List&l ...

  6. Java逆变(Covariant)和协变(Contravariant)

    1. 定义 逆变和协变描述的经过类型变换后的类型之间的关系.假如A和B表示类型,f表示类型变换,A ≤B表示A是B的子类型,那么 如果A ≤B,f(A) ≤f(B),那么f是协变 如果A ≤B,f(B ...

  7. C# 逆变与协变

    该文章中使用了较多的 委托delegate和Lambda表达式,如果你并不熟悉这些,请查看我的文章<委托与匿名委托>.<匿名委托与Lambda表达式>以便帮你建立完整的知识体系 ...

  8. scala 学习: 逆变和协变

    scala 逆变和协变的概念网上有很多解释, 总结一句话就是 参数是逆变的或者不变的,返回值是协变的或者不变的. 但是为什么是这样的? 协变: 当s 是A的子类, 那么func(s) 是func(A) ...

  9. Scala 深入浅出实战经典 第81讲:Scala中List的构造是的类型约束逆变、协变、下界详解

    王家林亲授<DT大数据梦工厂>大数据实战视频 Scala 深入浅出实战经典(1-97讲)完整视频.PPT.代码下载:百度云盘:http://pan.baidu.com/s/1c0noOt6 ...

随机推荐

  1. VSCode自定义配色方案

    说明 本文更新于2017-07-24,使用VSCode 1.14.1,操作系统为Windows. 配置文件 "文件-首选项-颜色主题"即可显示所有可用的颜色主题,上下选择后Ente ...

  2. 前端框架之bootstrap

    一.bootstrap按钮 1.按钮 <button class="btn btn-default">按钮</button><button class ...

  3. 机器学习 —— 基础整理(三)生成式模型的非参数方法: Parzen窗估计、k近邻估计;k近邻分类器

    本文简述了以下内容: (一)生成式模型的非参数方法 (二)Parzen窗估计 (三)k近邻估计 (四)k近邻分类器(k-nearest neighbor,kNN) (一)非参数方法(Non-param ...

  4. (转)eclipse导入Gradle项目

    场景:最近在学习spring实战(第4版),下载完源码后发现不是maven工程,使用Gradle构建. 1准备工作 1.1 安装插件 打开eclipse,Help——Marketplace,搜索bui ...

  5. Accord.NET_Naive Bayes Classifier

    我们这个系列主要为了了解并会使用Accord.NET中机器学习有关算法,因此主要关注的是算法针对的的问题,算法的使用.所以主要以代码为主,通过代码来学习,在脑海中形成一个轮廓.下面就言归正传,开始贝叶 ...

  6. 定时器(setTimeout)的秘密

    原文地址:→传送门 写在前面 setTimeout()是大家再熟悉不过的定时器,但平时对定时器的了解甚少,于是想看看setTimeout()的原理机制. setTimeout()基础 setTimeo ...

  7. IT人不要一直做技术

    我现在是自己做,但我此前有多年在从事软件开发工作,当回过头来想一想自己,觉得特别想对那些初学JAVA/DOT.NET技术的朋友说点心里话,希望你们能从我们的体会中,多少受点启发(也许我说的不好,你不赞 ...

  8. dpkg和perl的依赖环境出现错误故障解决(磁盘原因)

    内核: uname -a Linux localhost.localdomain 3.4.29-t4 #12 Wed Mar 13 16:50:15 EST 2013 armv7l armv7l ar ...

  9. 抓取60000+QQ空间说说做一次数据分析

    对于QQ空间的数据一直来是垂涎不已,老早就想偷过来研究研究,这几天闲下来便开始动手... 整个程序的流程为:登录-->获取cookie-->获取所有的好友qq_number-->根据 ...

  10. python扫描proxy并获取可用代理ip

    今天咱写一个挺实用的工具,就是扫描并获取可用的proxy 首先呢,我先百度找了一个网站:http://www.xicidaili.com 作为例子 这个网站里公布了许多的国内外可用的代理的ip和端口 ...