List<? extends T>和List<?super T>区别

1、先来简单介绍一下二者
1.1、List<? extends T>
这里T是泛型,而?是通配符,"? extends T"表示T是父类,?是子类,该list只能容纳T类型及T类型的子类。

"? extends T"可以用下图表示

因为界限在"?"的上面,因此将extends称之为上界,即extends给?限定了一个上界。

1.2、List<? super T>
"? super T"表示T是子类,?是父类,该list只能容纳T类型及T类型的父类。

"? super T"可以用下图表示

因为界限在"?"的下面,因此将super称之为下界,即super给?限定了一个下界。

2、实际使用
下面主要来看看List<? extends T>和List<?super T>在实际使用中的例子。

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下图是我设计的类继承关系图。

其代码如下:

//物体
class WuTi{}
//生物
class ShengWu extends WuTi{}
//动物
class Animal extends ShengWu{}
//猫
class Cat extends Animal{}
//狗
class Dog extends Animal{}
2.1、先来说说List<? extends T>
假设现在有如下两个集合,lista限定了边界,而listb没有限定边界

List<? extends Animal> lista = new ArrayList<>();
List<Animal> listb = new ArrayList<>();
显然,listb是我们最常见的用法。
listb由于泛型的类型是确定的(即Animal类型),所以listb能添加Animal、Cat、Dog(因为猫和狗都是动物)。

但是lista的泛型的类型是不确定的(即用通配符?表示的),所以lista无法添加元素,即使添加Object也不行,只能添加null。

lista由于容纳的是Animal及其子类,所以lista能获取元素,并且获取到的元素的类型是Animal类型准没错。

那么既然lista不能添加元素,又何来的获取元素呢?可以用以下代码实现。

//虽然List<?extends Animal>不能添加元素,但是可以借助List<Animal>初始化元素
List<Animal> data = newArrayList<>();
data.add(new Dog());
data.add(new Cat());
data.add(newAnimal());
List<? extends Animal> listb = data;
 
//获取元素,其元素类型是Animal
Animal a1 =listb.get(0);
Animal a2 =listb.get(1);
Animal a3 = listb.get(2);
总结:由于只能从List<? extends T>中获取元素,而不能向它添加元素,所以称之为生产者。如下图。

2.2、接下来说说List<? super T>
List<? super Animal> listc = new ArrayList();
此刻我想说的是,listc能够添加元素!

是不是有人就懵了,这跟List<? extends T>不是一样么,都采用通配符?,泛型类型都是不确定的,为什么List<? extends T>不能添加元素,而List<?super T>就能添加元素呢?

我的解答是:listc的泛型类型是不确定的不假,但是List<? super Animal>中的Animal是确定的啊,你想想,假如?表示的是ShengWu类,那么我添加Animal没错吧,因为Animal是生物啊;再假如?表示的是WuTi类,那么我添加Animal也没错,因为Animal是物体啊,哈哈。

另外,既然能添加Animal,那么Animal的子类也能添加,因为猫、狗都是生物或者物体。

所以就有了如下代码

List<? super Animal> listc = new ArrayList(); 
Animal animal = new Animal(); 
Dog dog = new Dog(); 
Cat cat = new Cat(); 
 
listc.add(animal); 
listc.add(dog); 
listc.add(cat);
那么,List<? super T>能获取元素吗?答案是不能,因为无法确定元素的返回值类型到底是啥。

总结:由于只能向List<? super T>添加元素,而不能从它里面获取元素,所以称之为消费者,如下图。

3、最后
最后我扩展一下,PECS(Producer Extends Consumer Super)原则指的就是上述对List<? extends T>和List<? super T>的总结,即生产者对应extends ,而消费者对应super。在实际使用中,我们应当遵循这个原则。
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