无法使用通配符泛型类型向 Java 集合添加值

Question

为什么这段代码不能编译（ Parent是一个接口）？

List<? extends Parent> list = ...
Parent p = factory.get();   // returns concrete implementation
list.set(0, p);   // fails here: set(int, ? extends Parent) cannot be applied to (int, Parent)

Answer 1

这样做是为了安全。 想象一下，如果它有效：

List<Child> childList = new ArrayList<Child>();
childList.add(new Child());

List<? extends Parent> parentList = childList;
parentList.set(0, new Parent());

Child child = childList.get(0); // No! It's not a child! Type safety is broken...

List<? extends Parent>的含义 List<? extends Parent>是“这是扩展Parent的某种类型的列表。我们不知道哪种类型 - 它可以是List<Parent> 、 List<Child>或List<GrandChild> 。 这使得它的安全抓取任何物品出的List<T>的API，并且将来自T到Parent ，但它不是安全到调用List<T> API从转换Parent到T ...因为转换可能无效的。

Answer 2

List<? super Parent>

PECS - “生产者 - 扩展，消费者 - 超级”。 您的List是Parent对象的使用者。

Answer 3

这是我的理解。

假设我们有一个带有 2 个方法的泛型类型

type L<T>
    T get();
    void set(T);

假设我们有一个超类型P ，它有子类型C1, C2 ... Cn 。 （为方便起见，我们说P是自身的一个子类型，实际上是Ci ）

现在我们还得到了n 个具体类型L<C1>, L<C2> ... L<Cn> ，就好像我们手动编写了n 个类型：

type L_Ci_
    Ci get();
    void set(Ci);

我们不必手动编写它们，这就是重点。 这些类型之间没有关系

L<Ci> oi = ...;
L<Cj> oj = oi; // doesn't compile. L<Ci> and L<Cj> are not compatible types. 

对于 C++ 模板，这就是故事的结尾。 它基本上是宏扩展——基于一个“模板”类，它生成许多具体的类，它们之间没有类型关系。

对于 Java，还有更多。 我们还有一个类型L<? extends P> L<? extends P> ，它是任何L<Ci>的超类型

L<Ci> oi = ...;
L<? extends P> o = oi; // ok, assign subtype to supertype

L<? extends P>应该存在什么样的方法L<? extends P> L<? extends P> ? 作为一个超类型，它的任何方法都必须由它的子类型来支持。 这种方法会起作用：

type L<? extends P>
    P get();

因为在它的任何子类型L<Ci> ，都有一个方法Ci get() ，它与P get()兼容 - 覆盖方法具有相同的签名和协变返回类型。

但这对set()不起作用 - 我们找不到类型X ，因此对于任何Ci ， void set(X)可以被void set(Ci)覆盖。 因此L<? extends P>中不存在set()方法L<? extends P> L<? extends P> 。

还有一个L<? super P> L<? super P>则相反。 它有set(P) ，但没有get() 。 如果Si是P的超类型，则L<? super P> L<? super P>是L<Si>的超类型。

type L<? super P>
    void set(P);

type L<Si>
    Si get();
    void set(Si);

set(Si) “覆盖” set(P)不是通常意义上的，但编译器可以看到任何对set(P)的有效调用都是对set(Si)的有效调用

Answer 4

这是因为这里发生了“捕获转换”。

每次编译器会看到通配符类型 - 它会用“捕获”（在编译器错误中看到为CAP#1 ）替换它，因此：

List<? extends Parent> list

将成为List<CAP#1>其中CAP#1 <: Parent ，其中符号<:表示Parent子类型（也是Parent <: Parent ）。

java-12编译器，当您执行以下操作时，会显示此操作：

List<? extends Parent> list = new ArrayList<>();
list.add(new Parent());

在错误消息中，您将看到：

.....
CAP#1 extends Parent from capture of ? extends Parent
.....

当您从list检索某些内容时，您只能将其分配给Parent 。 如果从理论上讲，java 语言允许声明这个CAP#1 ，您可以将list.get(0)分配给它，但这是不允许的。 因为CAP#1是Parent的子类型，所以将list产生的虚拟CAP#1分配给Parent （超类型）就更OK了。 这就像做：

String s = "s";
CharSequence s = s; // assign to the super type

现在，为什么你不能做list.set(0, p) ？ 请记住，您的列表属于CAP#1类型，并且您正在尝试将Parent添加到List<CAP#1> ； 那就是您试图将超类型添加到子类型列表中，这是行不通的。