Java 泛型学习六泛型类型系统

Java 泛型学习一泛型概念
 Java 泛型学习二泛型的限制
 Java 泛型学习三通配符
 Java 泛型学习四自动擦除
 Java 泛型学习五泛型擦除带来的不自然
 Java 泛型学习六泛型类型系统

在Java语言中，类型系统描述了不同类型之间的转换关系。如果一个类型是另一个类型的子类型，俺们从子类型到父类型的转换是自动进行的，而从父类型到子类型的转换需要再代码中显示进行，这是因为从父类型到子类型的转换可能是不安全的，需要由开发人员显示进行。

在泛型被引入之前，Java中的父类型和子类型的关系主要通过类继承和接口实现机制来声明。但泛型的引入对Java语言中登录诶性系统产生了比较大的影响。这是因为泛型类型的实例化形式中包含了所使用的实际类型，这些类型之间也可以有父子类型关系。这相当于把类型系统从之前的一维结构扩展为二维结构：泛型类型本身和参数化类型的实际类型。我们来分六种情况看下他们的关系。

1. 第二维(参数化类型的实际类型)完全相同

当两个参数化类型的实际类型完全相同时，两个类型的父子类型取决于泛型类型本身的父子关系。如ArrayList<Number>和List<Number>，取决于ArrayList类和List接口之间的父子关系，而ArrayList是List接口的实现，所以ArrayList<Number>是List<Number>的子类型。

2. 第一维(泛型类型)完全相同

如果泛型类型相同，在实例化时使用的是不包含通配符的两个不同具体类型，则这两个类型之间不存在任何父子关系，如 ArrayList<Integer> 和 ArrayList<Number>不存在任何父子关系。这一点比较难理解，因为Integer是Number的子类，其实这主要是从安全的角度去考虑的。请看示例代码：

package net.oseye;

import java.util.ArrayList;
 
public class FanXing {
	public static void main(String[] args) {
		new FanXing().changeList();
	}
	
	public void modify(ArrayList<Number> list){
		list.add(1.0f); //添加一个Float类型对象
	}
	
	public void changeList(){
		ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
		list.add(3);
		modify(list); //编译不通过
	}
}

如果ArrayList<Integer> 是 ArrayList<Number>的子类，上面的代码将会抛出运行时异常。

3. 无界通配符

无界通配符表示的是全集，包含所有其他的集合，例如List<?>是所有List泛型类的实例化形式父类型，List<String>、List<? extends Number>和List<? super Integer>都是List<?>的子类型。

4. 有界通配符

有界通配符的类型系统取决于它的上界和下届。

上界通配符表示的是上界类型及其子类型的集合；
下界通配符和上界通配符的表示的父子关系正好相反；

例如

上界通配符："? extends A"和"? extends B"之间的关系取决于类型A和B之间的关系，如果A是B的子类型，那么"? extends A"是"? extends B"的子集，也即是子类型；
下界界通配符："? super A"和"? super B"之间的关系取决于类型A和B之间的关系，如果B是A的子类型，那么"? super A"是"? super B"的子集，也即是子类型；

5. 原始类型

一个泛型类型的所有实例化形式都是其对应的原始类型的子类型，如List<String>和List<? extends Number>都是List的子类型，这种设计目的的为了与不使用泛型的遗留代码进行交互。

6. 复杂类型

对于比较复杂的类型判断时，可以根据上面规则从简单的情况开始考虑，比如，在判断ArrayList<Integer>和Collection<? extends Number>之间的关系时，先考虑到ArrayList<Integer>是Collection<Integer>的子类型，而Collection<Integer>是Collection<? extends Number>的子类型，所以ArrayList<Integer>是Collection<? extends Number>的子类型。

在参数化类型的单个类型中也可以多次使用通配符，如在List<? extends List<? extends Number>>的类型声明中使用了两个上界通配符作为实际的类型。对于这种情况的类型判断比较复杂，基本思路是按照递归的方式一次进行判断，从最内层的类型开始进行判断。比如，对于List<? extends List<Integer>>和List<? extends List<? extends Number>>这两个类型，具体的判断过程是：Integer类型是"? extends Number"的子类型，进而可知List<Integer>是List<? extends Number>的子类型。而List<Integer>和List<? extends Number>作为上届出现，因此List<? extends List<Integer>>是List<? extends List<? extends Number>>的子类型。

Java 泛型学习六 泛型类型系统

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