1.4--1.5.4 泛型类A<Integer>与接口Interface A<Integer>、自动装箱/拆箱Integer->int、菱形运算符<>、数组协变、通配符？

1.4 面向对象的一个重要目标是对代码重用的支持。

1.5 利用java5泛型特性实现泛型构件

      1.5.1 简单的泛型类和接口

public class GenericMemoryCell<AnyType>{
public AnyType read(){
return storedValue;
}
public void write(AnyType x) {
storedValue = x;
}
private AnyType storedValue;
}

     ①泛型类

         当指定一个泛型类时，类的声明则包含一个或多个类型参数，这些参数被放在类名后面的一对尖括号内。

         注意：AnyType 可以为String、Integer，但不能为int，必须为包装类

   

public interface Comparable<AnyType>{
public int compareTo(AnyType other);
}

    ②泛型接口

   1.5.2 自动装箱/拆箱

public class Justtest {
public static void main(String[] args) {
GenericMemoryCell<Integer> m = new GenericMemoryCell<Integer>();
m.write(37);
int val = m.read();
System.out.println("val:"+val);
}
}

    ①自动装箱：一个Int型量被传递到需要一个Integer对象的地方，那么编译器将在幕后插入一个队Integer构造方法的调用。

    ②自动拆箱：一个Interger对象呗放到需要int型量的地方，则编译器会在幕后插入一个队intValue方法的调用。

1.5.3 菱形运算符

GenericMemoryCell<Integer> m = new GenericMemoryCell<Integer>();

       1.5.2 的这行代码可使用菱形运算符优化为

     

GenericMemoryCell<Integer> m = new GenericMemoryCell<>();

     ①Java7增加的菱形运算符：在不增加开发者负担的情况下优化代码

1.5.4 带有限制的通配符

     ①Java中的数组是协变的，泛型集合不是协变的。

 问题：泛型（及其集合）不是协变的（但有意义），而数组是协变的。

          失去协变性会使得代码缺少灵活性。

解决：使用通配符（表示参数类型的子类或者超类）
方法就是加通配符：？
具体操作我直接从这篇文章转过来了，因为写得很好：http://blog.csdn.net/yi_Afly/article/details/52071260，内容如下：
这里讨论的协变、逆变与不变都是编程语言中的概念。下面介绍定义： 

   若类A是类B的子类，则记作

A ≦ B

。设有变换

f()

，若：
当

A ≦ B

时，有

f(A)≦
f(B)

，则称变换

f()

具有协变性。
当

A ≦ B

时，有

f(B)≦
f(A)

，则称变换

f()

具有逆变性。
当

A ≦ B

时，

f(A)

与

f(B)

无关，则称变换

f()

具有协变性。

定义没看懂没关系，下面我们一个一个将Java中常见的

f()

变换，并举例说明，其中包括：
数组
泛型
方法的返回类型

3. 数组协变

设有

Super

和

Sub

两个类，且

Sub

继承自

Super

：

public class Super{}
class Sub extends Super{}

1

2

则如下代码在Java中是允许的：

Super[] sups = new Sub[];

1

这里的

f()

就是从类延伸到数组的变换，而原有的继承关系不变，所以说Java的数组是协变的。 

看似合理的语言设计，其实是存在一些漏洞的。考虑下面的代码：

Object[] objs = new Integer[10];
objs[0] = "afly";

1

2

很不合理吧？但是上面的代码在编译时没有报错，只会在运行期抛出ArrayStoreException。这就是数组协变带来的静态类型漏洞：编译期无法完全保证类型安全。关于这个知乎上有些讨论。看上去Java的设计者是在程序的易用性与类型安全之间做了取舍，因为如果不支持数组协变，一些通用的方法如

Arrays.sort(Object[])

确实没办法正常工作。

4. 泛型不变

依然以

Super

和

Sub

为例。下面两行代码在Java中是不允许的：

List<Super> supList = new LinkedList<Sub>();  //error
List<Sub> subList = new LinkedList<Super>();  //error

1

2

可以看出，Java的泛型具有不变性。但是泛型的不变性也会带来使用上的不灵活，为此，Java使用有界类型使得泛型可以支持协变与逆变：

List<? extends Super> list = new ArrayList<Sub>();    //允许，协变性
List<? super Sub> list = new ArrayList<Super>();      //允许，逆变性

1

2

这里，我们有必要介绍一下Java泛型中的有界类型

extends

与

super

的作用。假设现在有ABCDE五个类的继承关系是

A≦B≦C≦D≦E

，则

<?
extends C>

代表元素可以是C或C的子类A、B；

<? super C>

代表元素可以是C或C的父类D、E。



下面举例说明有界类型的应用，看

Collections.copy

方法的原型：

public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src);

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Collections.copy

完成的功能是将src中的元素复制到dest的对应位置，方法执行完后，dest对应位置的元素与src对应位置元素一致（浅拷贝）。使用

extends

与

super

，保证了从

src

中取出的元素一定是

dest

元素的子类（或类型相同，都是T），这样就不会在拷贝时产生类型安全问题。 

其实，另一种采用多个类型参数的写法也可以达到相同的效果：

public static <T , S extends T> copy(List<T> dest , List<S> src);

1

这种写法在The Java™ Tutorials: Generics也有提到，但是不推荐，官方给出的说法是：参数类型S在这里只使用了一次，所以应该用通配符

?

代替。

我觉得另外的一个好处就是：src是我们的

copy

方法的Provider，我们只想读，不想写；dest是

copy

方法的Consumer，我们只想写入，不想读。多参数类型无法帮我们做到这点限制，但是泛型的有界类型可以：

List<? extends Number> l = new ArrayList<Integer>();
l.add(5.5f);  //error

1

2

上述代码编译是不通过的，因为

l

中的元素是

Number

或

Number

的子类（实际是Integer），向

l

中加入一个

Float

，如果不报错的话，在运行期会出错，所以

extends

修饰的泛型容器不可写。同样的道理，

super

修饰的泛型容器不可读（其实是读出来的都是Object，这也符合类型擦除中保留上界的原则）。

大家可以试一下，当使用List<? extends Number>时，

add

方法的参数类型会变为null；同样，当使用List<?
super Number>时，get方法的返回值类型为null。

实际上，不光是泛型容器，任何的泛型类都满足这个限制：当使用extends有界类型时，所有以类型参数为形参的方法均不可用；当使用super有界类型时，所有以类型参数为返回值的方法均以Object替代返回值中的参数类型。。下面看一个自定义的例子，有一个泛型类：

class BoundedWildcardTester<T>{
private T t;
public void TasFormalParameter(T t){
this.t = t;
}
public T TasReturnValue(){
return this.t;
}
}

使用如下

BoundedWildcardTester<? extends Number> bwt = new BoundedWildcardTester<Integer>();
bwt.TasFormalParameter(1);          //error
bwt.TasReturnValue();               //return Number

BoundedWildcardTester<? super Number> bwt2 = new BoundedWildcardTester<Object>();
bwt2.TasFormalParameter(1);         //access
bwt2.TasReturnValue();              //return Object

方法名是自解释的，注释也很清楚了。这一限定在《Effective Java》中被称为

PECS（Producer-Extends Consumer-Super）

。

Producer

与

Consumer

的概念太抽象，所以我把它们简化成：Producer对应到参数类型作为方法的形式参数；Consumer对应到参数类型作为方法的返回值，便于理解和记忆。

5. 方法的协变返回类型

Java允许Override方法的返回类型可以是原方法的返回类型的子类。