java 泛型类的继承关系和转型问题

两个问题

问题一：FatherClass和ChildClass是父子类的关系，那List<FatherClass>和List<ChildClass>是否也是父子类的关系？

问题二：倘若不是父子类关系，那么通过什么方式可以达到向上转型的效果？

有两个类Fruit和Apple，Apple继承自Fruit，所以Fruit使Apple的父类，关系如下图所示

示例代码

public class GenericMain {

    public static void method1(Fruit fruit) {
        System.out.println("lingyejun eat fruit");
    }

    public static void method2(List<Fruit> fruitList) {
        System.out.println("lingyejun eat fruit list");
    }

    public static void method3(Collection<Fruit> fruitList) {
        System.out.println("lingyejun eat fruit collection");
    }

    public static void method4(List<? extends Fruit> fruitList) {
        System.out.println("lingyejun eat extends fruit list");
    }

    public static void main(String[] args) {
        method1(new Fruit());
        method1(new Apple());

        List<Fruit> fruitList = new ArrayList<>();
        fruitList.add(new Fruit());
        method2(fruitList);

        List<Apple> appleList = new ArrayList<>();
        appleList.add(new Apple());
        method2(appleList);// Compile Error


        method3(fruitList);// 可以向Collection<Apple>中传入List<Apple>
        Set<Fruit> fruitSet = new HashSet<>();
        method3(fruitSet);// 也可以向Collection<Apple>中传入Set<Apple>

        method4(fruitList);
        method4(appleList);
    }
}

method1的方法参数是Fruit类型，想method1方法中传递Fruit类型的变量或者Apple类型的变量都是可以的，因为Apple继承自Fruit，会进行向上类型转换。

method2的方法参数时List<Fruit>，我们试图传递List<Apple>类型的变量是会出现编译报错，因为List<Fruit>和List<Apple>并不存在所谓的父子关系，是两种无关的类型，所以编译会报错。 

集合类的继承关系

对于泛化的集合类型他们的继承关系，以Collection<E>为例，ArrayList<E>实现了List<E>, 同时 List<E> 扩展自 Collections<E>。故 ArrayList<E>是 List<E>的子类型，List<E>是Collections<E> 的子类型。只要类型参数E一致，这三个类的继承关系就得到保持。如下图所示左右分别是Collection<Fruit>和Collection<Apple>的继承链路。他们两个是相互独立的，没有交叉的两条关系链路，所以尝试在method2中传入appleList会编译报错。

同理，我们如果定义一个method3的参数列表为Collection<Fruit>，那么按照集合的继承体系，方法参数中可以传入泛型类型为Fruit的Collection下的所有子类型。

 如果有这样的需求List<Fruit>和List<Apple>想使用同样的方法，那么我们该怎么样定义参数列表呢？

可以使用extends关键字来限制泛型参数的适用范围，List<T extends Fruit> 表示泛型实际参数可以是所有继承自Fruit的类，如lApple等。

小结

泛型类和普通类一样，可以扩展或实现其他的泛型类或接口。ArrayList<E>实现了List<E>接口，一个ArrayList<Apple>可以转化为List<Apple>,而一个ArrayList<Apple>并不是一个List<Fruit>或者ArrayList<Fruit>。

如果我们要实现List<Fruit>和List<Apple>之间的关联，可以使用泛型通配符在定义方法的时候指明这个List<? extends Fruit>来实现关联。

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