Java泛型的逆变

　　在上篇《Java泛型的协变》这篇文章中遗留以下问题——协变不能解决将子类型添加到父类型的泛型列表中。本篇将用逆变来解决这个问题。

实验准备

　　我们首先增加以下方法，见代码清单1所示。

代码清单1

    /**
     *
     * 描 述：Exp3使用逆变<br/>
     * 作 者：jiaan.gja<br/>
     * 历 史: (版本) 作者 时间 注释 <br/>
     * @param itemList
     */
    public void doDecorate3(List<? super T> itemList, T t) {
        for(int i = 0; i < itemList.size(); i++) {
            System.out.println(itemList.get(i));
        }
    }

    /**
     *
     * 描 述：Exp3使用逆变<br/>
     * 作 者：jiaan.gja<br/>
     * 历 史: (版本) 作者 时间 注释 <br/>
     * @param itemList
     */
    public void addDecorate3(List<? super T> itemList, T t) {
        itemList.add(t);
    }

语法List<? super T>即为Java泛型的逆变，addDecorate3方法中的itemList.add(t)语句也没有协变出现的编译问题。

实验：泛型逆变

　　现在我们尝试下逆变的用途，如代码清单2所示。

代码清单2

/**
 *
 * 类 名: Exp3<br/>
 * 描 述: 泛型的逆变使用<br/>
 * 作 者: 耿嘉安<br/>
 * 创 建： 2015年8月25日<br/>
 *
 * 历 史: (版本) 作者 时间 注释
 */
class Exp3 {
    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.addDecorate3(listA, auctionOne);
        decoratorA.addDecorate3(listA, auctionTwo);
        decoratorA.doDecorate3(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.addDecorate3(listB, tableOne);
        decoratorB.addDecorate3(listB, tableTwo);
        decoratorB.doDecorate3(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.addDecorate3(listC, serviceOne);
        decoratorC.addDecorate3(listC, serviceTwo);
        decoratorC.doDecorate3(listC);

        /**
         * 测试逆变开始
         */
        decoratorA.doDecorate3(listB);
        decoratorA.doDecorate3(listC);

    }
}

我们发现以下两条语句都会编译出错：

        decoratorA.doDecorate3(listB);
        decoratorA.doDecorate3(listC);

我们暂且将这个问题放一放，将它们暂时注释掉，增加代码清单3中的代码。

代码清单3

        List<Object> listD = new ArrayList<Object>();

        decoratorA.doDecorate3(listD);
        decoratorA.doDecorate3(listA);
        decoratorA.doDecorate3(listB);
        decoratorA.doDecorate3(listC);
        decoratorB.doDecorate3(listD);
        decoratorB.doDecorate3(listA);
        decoratorB.doDecorate3(listB);
        decoratorB.doDecorate3(listC);
        decoratorC.doDecorate3(listD);
        decoratorC.doDecorate3(listA);
        decoratorC.doDecorate3(listC);
        decoratorC.doDecorate3(listB);

代码清单3中，decoratorA.doDecorate3(listB);decoratorA.doDecorate3(listC);decoratorB.doDecorate3(listC);decoratorC.doDecorate3(listB);这四条语句编译错误，这说明如下声明是允许的：

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

而下面这样是不允许的：

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

现在我们编写以下代码：

        List<? super Auction> itemList = listA;
        Object o = itemList.get(0);
        Auction a = itemList.get(0);
        Table t = itemList.get(0);
        Service s = itemList.get(0);
        itemList = listD;
        o = itemList.get(0);
        a = itemList.get(0);
        t = itemList.get(0);
        s = itemList.get(0);

上述代码中，除了从itemList获取Object的语句之外，都会编译出错，这是为什么？因为itemList有可能是一个ArrayList<Object>，所以转型为Auction是可能错误的。itemList可能是ArrayList<Object>或者ArrayList<Auction>，所以转型为Table或者Service必然是不对的。

最后我们增加以下代码：

        itemList.add(new Auction("auctionThr"));
        itemList.add(new Service("serviceThr", "methodThr"));
        itemList.add(new Table("tableThr", 10));

上述代码没有问题，因为不论itemList是ArrayList<Object>或者ArrayList<Auction>，向其中添加Auction、Table、Service都符合最初的原则。

假如向itemList添加Object是编译失败的，因为itemList可能是ArrayList<Auction>。

总结

如果向泛型中添加子类，可以使用逆变来实现。如果要从泛型中获取子类，逆变有转型错误，此时应该使用协变。