JAVA 泛型中的通配符 T，E，K，V，？

原文：JAVA 泛型中的通配符 T，E，K，V，？

作者：glmapper

来源：掘金

其他参考文档：https://www.toutiao.com/a6694132392728199683

1. 前言

　　Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许开发者在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

2. 泛型带来的好处

　　在没有泛型的情况的下，通过对类型 Object 的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是本身就是一个安全隐患。

　　那么泛型的好处就是在编译的时候能够检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的。

public class GlmapperGeneric<T> {
        private T t;
    public void set(T t) { this.t = t; }
    public T get() { return t; }
  
    public static void main(String[] args) {
        // do nothing
    }

  /**
    * 不指定类型
    */
  public void noSpecifyType(){
    GlmapperGeneric glmapperGeneric = new GlmapperGeneric();
    glmapperGeneric.set("test");
    // 需要强制类型转换
    String test = (String) glmapperGeneric.get();
    System.out.println(test);
  }

  /**
    * 指定类型
    */
  public void specifyType(){
    GlmapperGeneric<String> glmapperGeneric = new GlmapperGeneric();
    glmapperGeneric.set("test");
    // 不需要强制类型转换
    String test = glmapperGeneric.get();
    System.out.println(test);
  }
}

　　上面这段代码中的 specifyType 方法中 省去了强制转换，可以在编译时候检查类型安全，可以用在类，方法，接口上。

3. 泛型中通配符

　　我们在定义泛型类，泛型方法，泛型接口的时候经常会碰见很多不同的通配符，比如 T，E，K，V 等等，这些通配符又都是什么意思呢？

3.1 常用的 T，E，K，V，？

　　本质上这些个都是通配符，没啥区别，只不过是编码时的一种约定俗成的东西。比如上述代码中的 T ，我们可以换成 A-Z 之间的任何一个 字母都可以，并不会影响程序的正常运行，但是如果换成其他的字母代替 T ，在可读性上可能会弱一些。通常情况下，T，E，K，V，？ 是这样约定的：

　　* ？ 表示不确定的 java 类型

　　* T (type) 表示具体的一个java类型

　　* K V (key value) 分别代表java键值中的Key Value

　　* E (element) 代表Element

3.2  ？无界通配符

　　先从一个小例子看起，原文地址：https://codeday.me/bug/20180113/116421.html 。

　　我有一个父类 Animal 和几个子类，如狗、猫等，现在我需要一个动物的列表，我的第一个想法是像这样的：

List<Animal> listAnimals

　　但是老板的想法确实这样的：

List<? extends Animal> listAnimals

　　为什么要使用通配符而不是简单的泛型呢？通配符其实在声明局部变量时是没有什么意义的，但是当你为一个方法声明一个参数时，它是非常重要的。

static int countLegs(List<? extends Animal> animals) {
    int retVal = 0;
    for (Animal animal : animals) {
        retVal += animal.countLegs();
    }
    return retVal;
}

static int countLegs1(List<Animal> animals) {
    int retVal = 0;
    for (Animal animal : animals) {
         retVal += animal.countLegs();
    }
    return retVal;
}

public static void main(String[] args) {
    List<Dog> dogs = new ArrayList<>();
    // 不会报错
    countLegs(dogs);
    // 报错
    countLegs1(dogs);
}

　　Idea会直接校验报错：

　　所以，对于不确定或者不关心实际要操作的类型，可以使用无限制通配符（尖括号里一个问号，即 <?> ），表示可以持有任何类型。像 countLegs 方法中，限定了上界，但是不关心具体类型是什么，所以对于传入的 Animal 的所有子类都可以支持，并且不会报错。而 countLegs1 就不行。

3.3 上界通配符 < ? extends E>

　　上届：用 extends 关键字声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的子类。

　　在类型参数中使用 extends 表示这个泛型中的参数必须是 E 或者 E 的子类，这样有两个好处：

　　* 如果传入的类型不是 E 或者 E 的子类，编译不成功

　　* 泛型中可以使用 E 的方法，要不然还得强转成 E 才能使用

private <K extends A, E extends B> E test(K arg1, E arg2){
    E result = arg2;
    arg2.compareTo(arg1);
    //.....
    return result;
}

　　类型参数列表中如果有多个类型参数上限，用逗号分开

3.4 下界通配符 < ? super E>

　　下界: 用 super 进行声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的父类型，直至Object

　　在类型参数中使用 super 表示这个泛型中的参数必须是 E 或者 E 的父类。

private <T> void test(List<? super T> dst, List<T> src){
    for (T t : src) {
        dst.add(t);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    List<Dog> dogs = new ArrayList<>();
    List<Animal> animals = new ArrayList<>();
    new Test3().test(animals,dogs);
}
    
// Dog 是 Animal 的子类
class Dog extends Animal {

}

　　dst 类型 “大于等于” src 的类型，这里的“大于等于”是指 dst 表示的范围比 src 要大，因此装得下 dst 的容器也就能装 src 。

3.5 ？和 T 的区别

// 指定集合元素只能是 T 类型
List<T> list = new ArrayList<T>();
// 集合元素可以是任意类型，这种没有意义，一般方法中，只是为了说明用法
List<?> list = new ArrayList<?>();

　　？和 T 都表示不确定的类型，区别在于我们可以对 T 进行操作，但是对 ？ 不行，比如如下这种 ：

// 可以
T t = operate();

// 不可以
？ car = operate();

　　简单总结下：T 是一个确定的类型，通常用于泛型类和泛型方法的定义，？是一个不确定的类型，通常用于泛型方法的调用代码和形参，不能用于定义类和泛型方法。

　　区别1：通过 T 来 确保 泛型参数的一致性

// 通过 T 来 确保 泛型参数的一致性
public <T extends Number> void test(List<T> dest, List<T> src)

//通配符是不确定的，所以这个方法不能保证两个List 具有相同的元素类型
public void test(List<? extends Number> dest, List<? extends Number> src)

　　区别2：类型参数可以多重限定而通配符不行

public class MultiLimit implements MultiLimitInterfaceA, MultiLimitInterfaceB {

    /**
     * 使用"&"符号设定多重边界 (Multi Bounds)
     */
    public static<T extends MultiLimitInterfaceA & MultiLimitInterfaceB> void test(T t){
        
    }
}

interface MultiLimitInterfaceA {}

interface MultiLimitInterfaceB {}

　　使用 & 符号设定多重边界（Multi Bounds)，指定泛型类型 T 必须是 MultiLimitInterfaceA 和 MultiLimitInterfaceB 的共有子类型，此时变量 t 就具有了所有限定的方法和属性。对于通配符来说，因为它不是一个确定的类型，所以不能进行多重限定。

　　区别3：通配符可以使用超类限定而类型参数不行

　　类型参数 T 只具有 一种 类型限定方式：

T extends A

　　但是通配符 ? 可以进行 两种限定：

? extends A
? super A

Class<T> 和 Class<?> 区别

　　前面介绍了 ？ 和 T 的区别，那么对于，Class<T> 和 <Class<?> 又有什么区别呢？

　　Class<T> 在实例化的时候，T 要替换成具体类。Class<?> 它是个通配泛型，? 可以代表任何类型，所以主要用于声明时的限制情况。比如，我们可以这样做申明：

// 可以
public Class<?> clazz;
// 不可以，因为 T 需要指定类型
public Class<T> clazzT;

　　那如果也想 public Class<T> clazzT; 这样的话，就必须让当前的类也指定 T ，

public class Test3<T> {
    public Class<?> clazz;
    // 不会报错
    public Class<T> clazzT;
}