Java核心技术 卷1-总结-10

通配符类型

通配符概念

通配符类型中，允许类型参数变化。 例如，通配符类型Pair<? extends Employee>表示任何泛型Pair类型，它的类型参数是Employee的子类，可以是 Pair<Manager>，但不能是Pair<String>。
假设要编写一个打印雇员对的方法：

public static void printBuddies(Pair<Employee> p) {Employee first = p.getFirst ();Employee second = p.getSecond();System.out.println(first.getName() + "and" + second.getName() + "are buddies.");
}

不能将Pair传递给这个方法，这一点很受限制。使用通配符类型可以很简单的解决这个问题：

public static void printBuddies(Pair<? extends Employee> p)

类型Pair<Manager>是Pair<? extends Employee>的子类型（如下图所示）。

注意：使用通配符不会通过Pair<? extends Employee>的引用破坏Pair<Manager>。

Pair<Manager> managerBuddies = new Pair<>(ceo, cfo);
Pair<? extends Employee> wildcardBuddies = managerBuddies; // OK 
wildcardBuddies.setFirst(lowlyEmployee); // compile-time error

对setFirst的调用会产生一个类型错误。具体原因可以观察Pair<? extends Employee>的实现：

? extends Employee getFirst ()
void setFirst(? extends Employee)

这样将不可能调用setFirst方法。编译器只知道需要某个Employee的子类型，但不知道具体是什么类型。它拒绝传递任何特定的类型。 因为?不能用来匹配。

使用 getFirst 就不存在这个问题：将 getFirst 的返回值赋给一个 Employee 的引用完全合法。这就是引入有限定的通配符的关键之处。现在已经有办法区分安全的访问器方法和不安全的更改器方法了。

通配符的超类型限定

通配符限定还有一个附加的能力，即可以指定一个超类型限定（supertype bound），如下所示：

? super Manager 

这个通配符限制为Manager的所有超类型。带有超类型限定的通配符的行为与上述介绍的行为相反。可以为方法提供参数，但不能使用返回值。 例如，Pair<? super Manager>有方法:

void setFirst(? super Manager)
? super Manager getFirst()

编译器无法知道setFirst方法的具体类型，因此调用这个方法时不能接受类型为Employee或Object的参数。只能传递Manager类型的对象，或者某个子类型（如Executive）对象。另外，如果调用getFirst，不能保证返回对象的类型。只能把它赋给一个Object。

下面是一个示例。有一个经理数组，并且想把奖金最高和最低的经理放在一个Pair对象中。这里Pair的类型：Pair是合理的，Pair也是合理的。

下面的方法将可以接受任何适当的Pair：

public static void minmaxBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result) {if (a.length == 0) {return;}Manager min = a[0];Manager max = a[0];for (int i = 1; i < a.length; i++) {if(min.getBonus() > a[i].getBonus()) {min=a[i];}if(max.getBonus() < a[i].getBonus()) {max = a[i];}}result.setFirst(min);result.setSecond(max);
}

带有超类型限定的通配符可以向泛型对象写入，带有子类型限定的通配符可以从泛型对象读取。

下面是超类型限定的另一种应用。Comparable接口本身就是一个泛型类型。声明如下：

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

在此，类型变量指示了other参数的类型。例如，String类实现Comparable，它的compareTo方法被声明为

public int compareTo(String other)

由于Comparable是一个泛型类型，可以这样声明ArrayAlg类的min方法：

public static <T extends Comparable<T>> T min(T[] a)

这样写比只使用T extents Comparable更彻底，并且对许多类来讲，工作得更好。例如，如果计算一个String数组的最小值，T就是String类型的，而String是Comparable<String>的子类型。但是，处理一个LocalDate对象的数组时，会出现一个问题。LocalDate实现了ChronoLocalDate，而ChronoLocalDate扩展了Comparable<ChronoLocalDate>。因此，LocalDate实现的是Comparable<ChronoLocalDate>而不是Comparable<LocalDate>。
在这种情况下，超类型可以用来进行救助：

public static<T extends Comparable<? super T>> T min(T[] a)... 

现在compareTo方法写成

int compareTo(? super T)

有可能被声明为使用类型T的对象，也有可能使用T的超类型。无论如何，传递一个T类型的对象给compareTo方法都是安全的。

无限定通配符

可以使用无限定的通配符，例如，Pair<?>。类型Pair<?>有以下方法：

? getFirst()
void setFirst(?)

getFirst 的返回值只能赋给一个Object。setFirst方法不能被调用，也不能用Object调用。 Pair<?>和Pair本质的不同在于：可以用任意Object对象调用原始Pair类的setObject 方法。注意：Pair<?>可以调用 setFirst（null）。

这样的类型对于许多简单的操作非常有用。例如，下面这个方法将用来测试一个pair是否包含一个null引用，它不需要实际的类型。

public static boolean hasNulls(Pair<?> p) {return p.getFirst()== null || p.getSecond()== null;
}

通过将hasNulls转换成泛型方法，可以避免使用通配符类型：

public static <T> boolean hasNulls(Pair<T> p)

但是，带有通配符的版本可读性更强。

通配符捕获

编写一个交换成对元素的方法：

public static void swap(Pair<?> p)

通配符不是类型变量，因此，不能在编写代码中使用"?"作为一种类型。 也就是说，下述代码是非法的：

? t = p.getFirst();// Error 
p.setFirst(p.getSecond));
p.setSecond(t);

这个问题有一个有趣的解决方案。我们可以写一个辅助方法swapHelper，如下所示：

public static <T> void swapHelper(Pair<T> p) {T t = p.getFirst();p.setFirst(p.getSecond());p.setSecond(t);
}

注意，swapHelper是一个泛型方法，而swap不是，它具有固定的Pair<?>类型的参数。
现在可以由 swap 调用 swapHelper：

public static void swap(Pair<?> p){ swapHelper(p);
}

在这种情况下，swapHelper方法的参数T捕获通配符。它不知道是哪种类型的通配符，但是，这是一个明确的类型，并且<T>swapHelper的定义只有在T指出类型时才有明确的含义。 在这种情况下，并不是一定要使用通配符。因为已经直接实现了没有通配符的泛型方法<T>void swap（Pair<T> p）。然而，下面看一个通配符类型出现在计算中间的示例：

public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result) {minmaxBonus(a, result);PairAlg.swap(result);// OK--swapHel per captures wildcard type
}

在这里，通配符捕获机制是不可避免的。通配符捕获只有在有许多限制的情况下才是合法的。编译器必须能够确信通配符表达的是单个、确定的类型。