Java泛型-通配符使用准则

Java泛型中的通配符是一种非常强大的工具，它允许我们编写泛型代码，其中类型参数可以是任何类型。 但是，通配符也是容易出错的：使用不当会导致编译时或运行时错误。 在本文中，我们将讨论通配符的使用准则，以便程序员可以更好地应用它们来编写优秀的Java泛型代码。

通配符简介

Java中的通配符用于表示未知类型。通配符用'?' 表示，我们可以使用它来代替泛型类型定义的实际类型参数。

一个最简单的通配符使用如下：

List<?> numList = new ArrayList<>();

这里的“?”表示未知类型。

通配符的用处

• 最大化代码重用：通配符可以实现通用的泛型代码，这使得代码更容易重用和维护。

• 避免类型转换：使用通配符可以避免必须将对象强制转换为与特定泛型类型一致。

• 改善代码可读性：通配符可为贡献者提供更清晰的接口。

extends子句

Java中的通配符具有一个称为"extends子句"的属性。extends子句是一个限定，它允许我们定义通配符可以接受的类型参数的范围。

下面是一个使用extends子句限定泛型类型的示例：

List<? extends Number> nums = new ArrayList<>();

这里表示该列表接受：Number以及Number的任何子类。

super子句

Java中的通配符也具有一个称为"super子句"的属性。super子句是一个限制，它允许我们把通配符限制为接受超类型的参数。

下面是使用super子句限制泛型类型的示例：

List<? super Integer> nums = new ArrayList<>();

这表示该列表接受Integer以及任何Integer的超类型。

?和T的区别

在泛型代码中，我们通常会看到两种类型占位符：?和T。?.是用于通配符，而T是用于类型参数。

T被用来指示特定类型的成员变量，方法参数，返回类型等等，可以在类、方法中定义。

区分这两者是很重要的，?表示任何类型，而T表示一种特定类型。

通配符使用准则

• 不要在需要精确类型的情况下使用通配符。

public static <T> T getFirst(List<? extends T> list) { 
    return list.get(0); // Compiler error! 
}

上面的代码将返回一个未知类型的值，这是不必要的。正确的方式是使用类型参数：

public static <T> T getFirst(List<T> list) { 
    return list.get(0);
}

• 不要使用通配符作为返回类型。

使用通配符作为返回类型是不允许的，因为它不能保证返回类型与方法调用时的预期类型匹配。

public static List<?> getList() { // Compiler error! 
    return Collections.emptyList(); 
}

正确的方式是使用类型参数：

public static <T> List<T> getList() { 
    return Collections.emptyList(); 
}

• 如果需要读取和写入泛型类型，则使用类型参数，而不是通配符。

如果我们需要读取和写入集合元素，则使用类型参数是最好的方式，而不是使用通配符。

public static <T> void consume(List<T> list) { 
    for (T elem : list) { 
        System.out.println(elem); 
    } 
} 

public static void main(String[] args) { 
    List<String> list = Arrays.asList("foo", "bar"); 
    consume(list); 
}

如果我们想编写集合，则更改List与List<?>不会有任何不同。

public static <T> List<T> produce() { 
    return Arrays.asList((T) "foo", (T) "bar"); 
} 

public static void main(String[] args) { 
    List<String> list = produce(); 
    consume(list); 
}

总结

在Java泛型中，通配符是一种强大的工具，它使我们能够编写通用的泛型代码。 但是，如果我们不小心，通配符也可能导致错误。 在使用通配符时，请始终记住以下规则：

• 不要在需要精确类型的情况下使用通配符。

• 不要使用通配符作为返回类型。

• 如果需要读取和写入泛型类型，则使用类型参数，而不是通配符。