Java Generics 요약(3) - 와일드카드 사용에 대한 자세한 설명

와일드카드 사용

과 같은 문은 컴파일할 수 없다는 것을 알고 있습니다. 그렇다면 우리가 이러한 "상향적 변화" 관계를 가질 필요가 있다면 어떻게 될까요? 여기서 와일드카드가 사용됩니다. List<Number> list = ArrayList<Integer>

상위 와일드카드

public class GenericsAndCovariance {
 public static void main(String[] args) {
 // Wildcards allow covariance:
 List<? extends Fruit> flist = new ArrayList<Apple>();
 // Compile Error: can&#39;t add any type of object:
 // flist.add(new Apple());
 // flist.add(new Fruit());
 // flist.add(new Object());
 flist.add(null); // Legal but uninteresting
 // We know that it returns at least Fruit:
 Fruit f = flist.get(0);
 }
}

입니다. List 유형으로 읽을 수 있습니다. 이 유형은 List<? extends Fruit>이 Fruit을 상속하는 유형일 수 있습니다. 이 목록이 모든 유형의 과일을 담을 수 있다는 의미는 아닙니다. 와일드카드는 특정 유형을 나타냅니다. 즉, "특정 유형이지만 Flist가 지정하지 않음"을 의미합니다. 이 예에 대한 구체적인 설명은 유형이 Fruit에서 상속되는 한 Flist 참조가 특정 유형의 목록을 가리킬 수 있다는 것입니다(예: ). 그러나 flist로 상향 변환하기 위해 flist는 특정 유형이 무엇인지 상관하지 않습니다. new ArrayList<Apple>

는 특정 유형(Fruit 또는 해당 하위 클래스)의 목록을 나타내지만 실제 유형이 무엇인지는 상관하지 않습니다. 과일은 그 상한선이다. 그렇다면 우리는 그러한 목록으로 무엇을 할 수 있을까요? 사실, 이 List가 어떤 유형을 가지고 있는지 모른다면 어떻게 객체를 안전하게 추가할 수 있을까요? 위 코드에서 Apple, Orange, Fruit 객체 등 어떤 객체든 Flist에 추가하면 컴파일러는 이를 허용하지 않으며 추가할 수 있는 유일한 항목은 null입니다. 따라서 일반적인 상향 형변환(List<? extends Fruit>)을 수행하면 이 목록에 개체를 추가하는 기능이 손실됩니다. List<? extends Fruit> flist = new ArrayList<Apple>()

public class CompilerIntelligence {
 public static void main(String[] args) {
 List<? extends Fruit> flist =
 Arrays.asList(new Apple());
 Apple a = (Apple)flist.get(0); // No warning
 flist.contains(new Apple()); // Argument is ‘Object&#39;
 flist.indexOf(new Apple()); // Argument is ‘Object&#39;
 //flist.add(new Apple()); 无法编译
 }
}

이고 일반 매개변수는 제한된 와일드카드를 사용하므로 유형을 추가하는 기능을 잃게 됩니다. 객체 예제에서는 코드의 마지막 줄을 컴파일할 수 없습니다. List<? extends Fruit>

但是 flist 却可以调用 contains 和 indexOf 方法，它们都接受了一个 Apple 对象做参数。如果查看 ArrayList 的源代码，可以发现 add() 接受一个泛型类型作为参数，但是 contains 和 indexOf 接受一个 Object 类型的参数，下面是它们的方法签名：

public boolean add(E e)
public boolean contains(Object o)
public int indexOf(Object o)

所以如果我们指定泛型参数为 <? extends Fruit> 时，add() 方法的参数变为 ? extends Fruit，编译器无法判断这个参数接受的到底是 Fruit 的哪种类型，所以它不会接受任何类型。

然而，contains 和 indexOf 的类型是 Object，并没有涉及到通配符，所以编译器允许调用这两个方法。这意味着一切取决于泛型类的编写者来决定那些调用是 “安全” 的，并且用 Object 作为这些安全方法的参数。如果某些方法不允许类型参数是通配符时的调用，这些方法的参数应该用类型参数，比如 add(E e)。

当我们自己编写泛型类时，上面介绍的就有用了。下面编写一个 Holder 类：

public class Holder<T> {
 private T value;
 public Holder() {}
 public Holder(T val) { value = val; }
 public void set(T val) { value = val; }
 public T get() { return value; }
 public boolean equals(Object obj) {
 return value.equals(obj);
 }
 public static void main(String[] args) {
 Holder<Apple> Apple = new Holder<Apple>(new Apple());
 Apple d = Apple.get();
 Apple.set(d);
 // Holder<Fruit> Fruit = Apple; // Cannot upcast
 Holder<? extends Fruit> fruit = Apple; // OK
 Fruit p = fruit.get();
 d = (Apple)fruit.get(); // Returns ‘Object&#39;
 try {
  Orange c = (Orange)fruit.get(); // No warning
 } catch(Exception e) { System.out.println(e); }
 // fruit.set(new Apple()); // Cannot call set()
 // fruit.set(new Fruit()); // Cannot call set()
 System.out.println(fruit.equals(d)); // OK
 }
} /* Output: (Sample)
java.lang.ClassCastException: Apple cannot be cast to Orange
true
*///:~

在 Holer 类中，set() 方法接受类型参数 T 的对象作为参数，get() 返回一个 T 类型，而 equals() 接受一个 Object 作为参数。fruit 的类型是 Holder<? extends Fruit>，所以set()方法不会接受任何对象的添加，但是 equals() 可以正常工作。

下边界限定通配符

通配符的另一个方向是　“超类型的通配符“: ? super T，T是类型参数的下界。使用这种形式的通配符，我们就可以 ”传递对象” 了。还是用例子解释：

public class SuperTypeWildcards {
 static void writeTo(List<? super Apple> apples) {
 apples.add(new Apple());
 apples.add(new Jonathan());
 // apples.add(new Fruit()); // Error
 }
}

writeTo 方法的参数 apples 的类型是 List<? super Apple> 它表示某种类型的 List，这个类型是 Apple 的基类型。也就是说，我们不知道实际类型是什么，但是这个类型肯定是 Apple 的父类型。因此，我们可以知道向这个 List 添加一个 Apple 或者其子类型的对象是安全的，这些对象都可以向上转型为 Apple。但是我们不知道加入 Fruit 对象是否安全，因为那样会使得这个 List 添加跟 Apple 无关的类型。

在了解了子类型边界和超类型边界之后，我们就可以知道如何向泛型类型中 “写入” ( 传递对象给方法参数) 以及如何从泛型类型中 “读取” ( 从方法中返回对象 )。下面是一个例子：

public class Collections { 
 public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) 
 {
 for (int i=0; i<src.size(); i++) 
 dest.set(i,src.get(i)); 
 } 
}

src 是原始数据的 List，因为要从这里面读取数据，所以用了上边界限定通配符：，取出的元素转型为 T。dest 是要写入的目标 List，所以用了下边界限定通配符：，可以写入的元素类型是 T 及其子类型。

无边界通配符

还有一种通配符是无边界通配符，它的使用形式是一个单独的问号：List，也就是没有任何限定。不做任何限制，跟不用类型参数的 List 有什么区别呢？

List<?> list表示 list 是持有某种特定类型的 List，但是不知道具体是哪种类型。那么我们可以向其中添加对象吗？当然不可以，因为并不知道实际是哪种类型，所以不能添加任何类型，这是不安全的。而单独的 List list ，也就是没有传入泛型参数，表示这个 list 持有的元素的类型是 Object，因此可以添加任何类型的对象，只不过编译器会有警告信息。

总结

通配符的使用可以对泛型参数做出某些限制，使代码更安全，对于上边界和下边界限定的通配符总结如下：

• 使用 List<? extends C> list 这种形式，表示 list 可以引用一个 ArrayList ( 或者其它 List 的 子类 ) 的对象，这个对象包含的元素类型是 C 的子类型 ( 包含 C 本身）的一种。

• 使用 List<? super C> list 这种形式，表示 list 可以引用一个 ArrayList ( 或者其它 List 的 子类 ) 的对象，这个对象包含的元素就类型是 C 的超类型 ( 包含 C 本身 ) 的一种。

大多数情况下泛型的使用比较简单，但是如果自己编写支持泛型的代码需要对泛型有深入的了解。这几篇文章介绍了泛型的基本用法、类型擦除、泛型数组以及通配符的使用，涵盖了最常用的要点，泛型的总结就写到这里。

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