【Java入門提高篇】Day15 Java泛型再探——泛型通配符及上下邊界

　　上篇文章中介紹了泛型是什么，為什么要使用泛型以及如何使用泛型，相信大家對泛型有了一個基本的了解，本篇將繼續講解泛型的使用，讓你對泛型有一個更好的掌握和更深入的認識。

　　上篇中介紹完泛型之后，是不是覺得泛型挺好用的？既消除了Object的不安全類型轉化，又可以很方便的進行類型對象的存取，但是，等一下，有沒有考慮到這樣的情況。

　　我們先定義一個水果類：

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;
    }
}

　　然后再定義一個蘋果類：

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

　　接下來定義一個泛型容器：

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;
    }
}

　　接下來開始我們的測試：

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[]){
        //這是一個貼了水果標簽的袋子
        GenericHolder<Fruit> fruitHolder = new GenericHolder<Fruit>();
        //這是一個貼了蘋果標簽的袋子
        GenericHolder<Apple> appHolder = new GenericHolder<Apple>();
        //這是一個水果
        Fruit fruit = new Fruit("水果");
        //這是一個蘋果
        Apple apple = new Apple("蘋果");

        //現在我們把水果放進去
        fruitHolder.setObj(fruit);
        //調用一下吃水果的方法
        eatFruit(fruitHolder);

        //貼了水果標簽的袋子放水果當然沒有問題
        //現在我們把水果的子類——蘋果放到這個袋子里看看
        fruitHolder.setObj(apple);
        //同樣是可以的，其實這時候會發生自動向上轉型，apple向上轉型為Fruit類型后再傳入fruitHolder中
        //但不能再將取出來的對象賦值給redApple了
        //因為袋子的標簽是水果，所以取出來的對象只能賦值給水果類的變量
        //無法通過編譯檢測 redApple = fruitHolder.getObj();
        eatFruit(fruitHolder);

        //放蘋果的標簽，自然只能放蘋果
        appHolder.setObj(apple);
        // 這時候無法把appHolder 傳入eatFruit
        // 因為GenericHolder<Fruit> 和 GenericHolder<Apple>是兩種不同的類型
        // eatFruit(appHolder);
    }
}

　　運行結果：

我正在吃 水果
我正在吃 蘋果

　　在這里，我們往eatFruit方法里傳入fuitHolder的時候，是可以正常編譯的，但是如果將appHolder傳入，就無法通過編譯了，因為作為參數時，GenericHolder<Fruit> 和 GenericHolder<Apple>是兩種不同的類型，所以無法通過編譯，那么問題來了，如果我想讓eatFruit方法能同時處理GenericHolder<Fruit> 和 GenericHolder<Apple>兩種類型怎么辦？而且這也是很合理的需求，畢竟Apple是Fruit的子類，能吃水果，為啥不能吃蘋果？？？如果要把這個方法重載一次，未免也有些小題大做了（而且事實上也無法通過編譯，具體原因之后會有說明）。 

　　在代碼的邏輯里：

• 蘋果 IS-A 水果
• 裝蘋果的盤子 NOT-IS-A 裝水果的盤子

　　這個時候，泛型的邊界符就有它的用武之地了。我們先來看效果：

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[]){
        //這是一個貼了水果標簽的袋子
        GenericHolder<Fruit> fruitHolder = new GenericHolder<Fruit>();
        //這是一個貼了蘋果標簽的袋子
        GenericHolder<Apple> appHolder = new GenericHolder<Apple>();
        //這是一個水果
        Fruit fruit = new Fruit("水果");
        //這是一個蘋果
        Apple apple = new Apple("蘋果");

        //現在我們把水果放進去
        fruitHolder.setObj(fruit);
        //調用一下吃水果的方法
        eatFruit(fruitHolder);

        //放蘋果的標簽，自然只能放蘋果
        appHolder.setObj(apple);
        // 這時候可以順利把appHolder 傳入eatFruit
        eatFruit(appHolder);
    }
}

　　運行結果：

我正在吃 水果
我正在吃 蘋果

　　這里我們只是使用了一點小小的魔法，把參數類型改成了GenericHolder<? extends Fruit>，這樣就能將 GenericHolder<Apple>類型的參數順利傳入了，怎么樣？很好用吧，這就是泛型的邊界符，用<? extends Fruit>的形式表示。邊界符的意思，自然就是定義一個邊界，這里用？表示傳入的泛型類型不是固定類型，而是符合規則范圍的所有類型，用extends關鍵字定義了一個上邊界，也就是說這里的？可以代表任何繼承於Fruit的類型，你也許會問，為什么是上邊界，好問題，一圖勝千言：

　　從這個圖可以很好的看出這個“上邊界”的概念了吧。有上邊界，自然有下邊界，泛型里使用形如<? super Fruit>的方式使用下邊界，此時，？只能代表Fruit及其父類。

　　（這兩個圖是摳過來的，不要罵我懶。）

　　這兩種方式基本上解決了我們之前的問題，但是同時，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，其實很好理解，因為編譯器只知道容器里的是Fruit或者Fruit的子類，但不知道它具體是什么類型，所以存的時候，無法判斷是否要存入的數據的類型與容器種的類型一致，所以會拒絕set操作。

　　2.下界<? super T>往外取只能賦值給Object變量，不影響往里存

　　因為編譯器只知道它是Fruit或者它的父類，這樣實際上是放松了類型限制，Fruit的父類一直到Object類型的對象都可以往里存，但是取的時候，就只能當成Object對象使用了。

　　所以如果需要經常往外讀，則使用<? extends T>，如果需要經常往外取，則使用<? super T>。

　　至此，本篇講解完畢，歡迎大家繼續關注！