【Java入门提高篇】Day15 Java泛型再探——泛型通配符及上下边界

上篇文章中介绍了泛型是什么，为什么要使用泛型以及如何使用泛型，相信大家对泛型有了一个基本的了解，本篇将继续讲解泛型的使用，让你对泛型有一个更好的掌握和更深入的认识。

上篇中介绍完泛型之后，是不是觉得泛型挺好用的？既消除了Object的不安全类型转化，又可以很方便的进行类型对象的存取，但是，等一下，有没有考虑到这样的情况。

我们先定义一个水果类：

public class Fruit {
    private String name;

    public Fruit(String name){
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

然后再定义一个苹果类：

public class Apple extends Fruit{
    public Apple(String name) {
        super(name);
    }
}

接下来定义一个泛型容器：

public class GenericHolder<T> {
    private T obj;

    public GenericHolder(){}

    public GenericHolder(T obj){
        this.obj = obj;
    }

    public T getObj() {
        return obj;
    }

    public void setObj(T obj) {
        this.obj = obj;
    }
}

接下来开始我们的测试：

public class Test {

    /**
     * 吃水果
     * @param fruitHolder
     */
    public static void eatFruit(GenericHolder<Fruit> fruitHolder){
        System.out.println("我正在吃 " + fruitHolder.getObj().getName());
    }

    public static void main(String args[]){
        //这是一个贴了水果标签的袋子
        GenericHolder<Fruit> fruitHolder = new GenericHolder<Fruit>();
        //这是一个贴了苹果标签的袋子
        GenericHolder<Apple> appHolder = new GenericHolder<Apple>();
        //这是一个水果
        Fruit fruit = new Fruit("水果");
        //这是一个苹果
        Apple apple = new Apple("苹果");

        //现在我们把水果放进去
        fruitHolder.setObj(fruit);
        //调用一下吃水果的方法
        eatFruit(fruitHolder);

        //贴了水果标签的袋子放水果当然没有问题
        //现在我们把水果的子类——苹果放到这个袋子里看看
        fruitHolder.setObj(apple);
        //同样是可以的，其实这时候会发生自动向上转型，apple向上转型为Fruit类型后再传入fruitHolder中
        //但不能再将取出来的对象赋值给redApple了
        //因为袋子的标签是水果，所以取出来的对象只能赋值给水果类的变量
        //无法通过编译检测 redApple = fruitHolder.getObj();
        eatFruit(fruitHolder);

        //放苹果的标签，自然只能放苹果
        appHolder.setObj(apple);
        // 这时候无法把appHolder 传入eatFruit
        // 因为GenericHolder<Fruit> 和 GenericHolder<Apple>是两种不同的类型
        // eatFruit(appHolder);
    }
}

运行结果：

我正在吃 水果
我正在吃 苹果

在这里，我们往eatFruit方法里传入fuitHolder的时候，是可以正常编译的，但是如果将appHolder传入，就无法通过编译了，因为作为参数时，GenericHolder<Fruit> 和 GenericHolder<Apple>是两种不同的类型，所以无法通过编译，那么问题来了，如果我想让eatFruit方法能同时处理GenericHolder<Fruit> 和 GenericHolder<Apple>两种类型怎么办？而且这也是很合理的需求，毕竟Apple是Fruit的子类，能吃水果，为啥不能吃苹果？？？如果要把这个方法重载一次，未免也有些小题大做了（而且事实上也无法通过编译，具体原因之后会有说明）。

在代码的逻辑里：

苹果 IS-A 水果
装苹果的盘子 NOT-IS-A 装水果的盘子

这个时候，泛型的边界符就有它的用武之地了。我们先来看效果：

public class Test {

    /**
     * 吃水果
     * @param fruitHolder
     */
    public static void eatFruit(GenericHolder<? extends Fruit> fruitHolder){
        System.out.println("我正在吃 " + fruitHolder.getObj().getName());
    }

    public static void main(String args[]){
        //这是一个贴了水果标签的袋子
        GenericHolder<Fruit> fruitHolder = new GenericHolder<Fruit>();
        //这是一个贴了苹果标签的袋子
        GenericHolder<Apple> appHolder = new GenericHolder<Apple>();
        //这是一个水果
        Fruit fruit = new Fruit("水果");
        //这是一个苹果
        Apple apple = new Apple("苹果");

        //现在我们把水果放进去
        fruitHolder.setObj(fruit);
        //调用一下吃水果的方法
        eatFruit(fruitHolder);

        //放苹果的标签，自然只能放苹果
        appHolder.setObj(apple);
        // 这时候可以顺利把appHolder 传入eatFruit
        eatFruit(appHolder);
    }
}

运行结果：

我正在吃 水果
我正在吃 苹果

这里我们只是使用了一点小小的魔法，把参数类型改成了GenericHolder<? extends Fruit>，这样就能将 GenericHolder<Apple>类型的参数顺利传入了，怎么样？很好用吧，这就是泛型的边界符，用<? extends Fruit>的形式表示。边界符的意思，自然就是定义一个边界，这里用？表示传入的泛型类型不是固定类型，而是符合规则范围的所有类型，用extends关键字定义了一个上边界，也就是说这里的？可以代表任何继承于Fruit的类型，你也许会问，为什么是上边界，好问题，一图胜千言：

从这个图可以很好的看出这个“上边界”的概念了吧。有上边界，自然有下边界，泛型里使用形如<? super Fruit>的方式使用下边界，此时，？只能代表Fruit及其父类。

（这两个图是抠过来的，不要骂我懒。）

这两种方式基本上解决了我们之前的问题，但是同时，也有一定的限制。

1.上界<? extends T>不能往里存，只能往外取

不要太疑惑，其实很好理解，因为编译器只知道容器里的是Fruit或者Fruit的子类，但不知道它具体是什么类型，所以存的时候，无法判断是否要存入的数据的类型与容器种的类型一致，所以会拒绝set操作。

2.下界<? super T>往外取只能赋值给Object变量，不影响往里存

因为编译器只知道它是Fruit或者它的父类，这样实际上是放松了类型限制，Fruit的父类一直到Object类型的对象都可以往里存，但是取的时候，就只能当成Object对象使用了。

所以如果需要经常往外读，则使用<? extends T>，如果需要经常往里存，则使用<? super T>。

至此，本篇讲解完毕，欢迎大家继续关注！