Java泛型的应用——T extends Comparable<? super T>

　　在观察Java源码的时候，发现了这么一个写法T extends Comparable<? super T>。不禁纳闷为什么要这么写呢？有什么好处吗，extends和super在这里的作用着实让人有点不清楚。

　　接下来，我将结合代码跟大家分享一下我关于这里泛型应用的看法。

　　

　　1.  <T extends Comparable<? super T>>代表什么意思

• 大家可以明白的是这里应用到了Java的泛型，那么首先向大家说明一下这里extends的作用

　　extends后面跟的类型，如<任意字符 extends 类/接口>表示泛型的上限。示例代码如下：

import java.util.*;
class Demo<T extends List>{}
public class Test
{
    public static void main(String[] args) {
    Demo<ArrayList> p = null; // 编译正确
//这里因为ArrayList是List的子类所以通过
//如果改为Demo<Collection> p = null;就会报错这样就限制了上限
    }
}

• 在理解了extends所表示的泛型的上限后，接下来介绍一下super的作用，它与extends相反，表示的是泛型的下限。
• 所以结合上述两点，我们来分析一下这句话整体代表什么意思。首先，extends对泛型上限进行了限制即T必须是Comparable<? super T>的子类，然后<? super T>表示Comparable<>中的类型下限为T！

　

　　2.  <T extends Comparable<T>> 和 <T extends Comparable<? super T>> 有什么不同

　　接下来我们通过对比，使得大家对为何要这样编写代码有更加深刻的印象。

• <T extends Comparable<T>>

　　它代表的意思是：类型T必须实现Comparable接口，并且这个接口的类型是T。这样，T的实例之间才能相互比较大小。这边我们以Java中GregorianCalendar这个类为例。

　　代码如下所示：

import java.util.GregorianCalendar;
class Demo<T extends Comparable<T>>{}
//注意这里是没有? super的
public class Test
{
    public static void main(String[] args) {
       Demo<GregorianCalendar> p = null; 
        }
}

　　这里编译报错，因为这里的<T extends Comparable<T>>相当于<GregorianCalendar extends Comparable<GregorianCalendar>>,但是GregorianCalendar中并没有实现Comparable<GregorianCalendar>，而是仅仅持有从Calendar继承过来的Comparable<Calendar>，这样就会因为不在限制范围内而报错。

• <T extends Comparable<? super T>>　　

　　它代表的意思是：类型T必须实现Comparable接口，并且这个接口的类型是T或者是T的任一父类。这样声明后，T的实例之间和T的父类的实例之间可以相互比较大小。同样还是以GregorianCalendar为例。代码如下所示：

import java.util.GregorianCalendar;

class Demo<T extends Comparable<? super T>>{}

public class Test1
{
    public static void main(String[] args) {
       Demo<GregorianCalendar> p = null; // 编译正确
    }
}　　

　　此时编译通过，这里可以理解为<GregorianCalendar extends Comparable<Calendar>>！因为Calendar为GregorianCalendar 的父类并且GregorianCalendar 实现了Comparable<Calendar>,具体可以在API中进行查看！

 

　　3.　实例代码演示

　　代码如下所示：

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collections;
 import java.util.List;
  
 public class Test
 {
     //第一种声明：简单，灵活性低
     public static <T extends Comparable<T>> void mySort1(List<T> list)
     {
         Collections.sort(list);
     }
 
     //第二种声明：复杂，灵活性高
     public static <T extends Comparable<? super T>> void mySort2(List<T> l)
     {
         Collections.sort(list);
     }
 
     public static void main(String[] args)
     {
         //主函数中将分别创建Animal和Dog两个序列，然后调用排序方法对其进行测试
　　　　　//main函数中具体的两个版本代码将在下面具体展示

     }
 }
 
 class Animal implements Comparable<Animal>
 {
     protected int age;
 
     public Animal(int age)
 
     {
         this.age = age;
     }
 
     //使用年龄与另一实例比较大小
     @Override
     public int compareTo(Animal other)
     {
         return this.age - other.age;
     }
 }
 
 class Dog extends Animal
 {
     public Dog(int age)
     {
         super(age);
     }
 }

上面的代码包括三个类：

1. Animal实现了Comparable<Animal>接口，通过年龄来比较实例的大小
2. Dog从Animal继承，为其子类。
3. Test类中提供了两个排序方法和测试用的main()方法：
   • mySort1()使用<T extends Comparable<T>>类型参数
   • mySort2()使用<T extends Comparable<? super T>>类型参数
   • main()测试方法。在这里将分别创建Animal和Dog两个序列，然后调用排序方法对其进行测试。

　　3.1　对mySort1()进行测试，main方法代码如下所示：

// 创建一个 Animal List
List<Animal> animals = new ArrayList<Animal>();
animals.add(new Animal(25));
animals.add(new Dog(35));

// 创建一个 Dog List
List<Dog> dogs = new ArrayList<Dog>();
dogs.add(new Dog(5));
dogs.add(new Dog(18));

// 测试  mySort1() 方法
mySort1(animals);
mySort1(dogs);

　　结果编译出错，报错信息为：

The method mySort1(List<T>) in the type TypeParameterTest is not applicable for the arguments (List<Dog>)

　　mySort1() 方法的类型参数是<T extends Comparable<T>>，它要求的类型参数是类型为T的Comparable。

　　如果传入的是List<Animal>程序将正常执行，因为Animal实现了接口Comparable<Animal>。

　　但是，如果传入的参数是List<Dog>程序将报错，因为Dog类中没有实现接口Comparable<Dog>，它只从Animal继承了一个Comparable<Animal>接口。

　　注意：animals list中实际上是包含一个Dog实例的。如果碰上类似的情况（子类list不能传入到一个方法中），可以考虑把子类实例放到一个父类 list 中，避免编译错误。

　　3.2　对mySort12()进行测试，main方法代码如下所示：

public static void main(String[] args)
{
    // 创建一个 Animal List
    List<Animal> animals = new ArrayList<Animal>();
    animals.add(new Animal(25));
    animals.add(new Dog(35));

    // 创建一个 Dog List
    List<Dog> dogs = new ArrayList<Dog>();
    dogs.add(new Dog(5));
    dogs.add(new Dog(18));

    // 测试  mySort2() 方法
    mySort2(animals);
    mySort2(dogs);
}

　　这时候我们发现该程序可以正常运行。它不但能够接受Animal implements Comparable<Animal>这样的参数，也可以接收：Dog implements Comparable<Animal>这样的参数。

　　3.3　是否可以通过将Dog实现Comparable<Dog>来解决问题？

　　由分析可得程序出现问题是因为Dog类没有实现接口Comparable<Dog>，那么我们能否将该类实现接口Comparable<Dog>来解决问题呢？

　　代码如下所示：

class Dog extends Animal implements Comparable<Dog>
{
    public Dog(int age)
    {
        super(age);
    }
}

　　结果程序编译报错，错误信息如下所示：

The interface Comparable cannot be implemented more than once with different arguments: Comparable<Animal> and Comparable<Dog>

　　意义是Dog类已经从Animal中继承了Comparable该接口，无法再实现一个Comparable。

　　若子类需要使用自己的比较方法，则需要重写父类的public int CompareTo(Animal other)方法。

　　4. 总结　

　　对Animal/Dog这两个有父子关系的类来说：<T extends Comparable<? super T>>可以接受List<Animal>，也可以接收 List<Dog> 。而<T extends Comparable<T>>只可以接收 List<Animal>所以，<T extends Comparable<? super T>>这样的类型参数对所传入的参数限制更少，提高了 API 的灵活性。总的来说，在保证类型安全的前提下，要使用限制最少的类型参数。