Java泛型之协变与逆变及extends与super选择

Java泛型中的协变与逆变是很重要的概念，也常被面试官问到。本篇文章将带你深入理解这些概念，并介绍有关extends和super的最佳实践。

什么是Java泛型中的协变和逆变？

在介绍协变和逆变之前，我们需要先了解两个术语: 子类型和超类型。子类型是指一个类派生自另一个类，而超类型是指另一个类派生自某一个类。这两个概念很重要，后面我们会经常用到。

在Java中，泛型支持协变和逆变。通俗点讲，协变是指“向上转型”，逆变是指“向下转型”。具体来说，协变支持超类型的引用指向子类型的对象，而逆变支持子类型的引用指向超类型的对象。这是因为Java泛型中，如果一个类是另一个类或接口的子类型，则相应的泛型也应该是可以兼容的。

Java泛型中extends和super的选择

Java中，有两种方法可以声明泛型类型的边界，即extends和super。extends表示泛型类型应该是其边界类型的子类型，而super表示泛型类型应该是其边界类型的超类型。在使用泛型时，我们需要根据具体情况来选择使用哪种方式。

使用extends

在定义泛型时，如果希望只接受某个类及其子类作为泛型类型参数，就可以使用extends关键字。例如:

public class Box<T extends Number> {
  private T t;

  public void set(T t) {
    this.t = t;
  }

  public T get() {
    return t;
  }
}

在这个Box类中，我们使用了extends关键字来限制泛型类型T必须是Number及其子类类型。这意味着，我们可以使用任何Number的子类实例来创建Box对象。例如:

Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();

extends关键字的使用场景包括:

• 如果希望某个泛型类型参数只能接受其边界类型及其子类型。
• 如果希望某个方法返回的类型是某个泛型类型参数的子类型。

使用super

和extends相反，如果希望只接受某个类及其超类作为泛型类型参数，就可以使用super关键字。例如:

public class Box<T super Number> {
  private T t;

  public void set(T t) {
    this.t = t;
  }

  public T get() {
    return t;
  }
}

在这个Box类中，我们使用了super关键字来限制泛型类型T只能是Number及其父类类型。这意味着，我们可以使用任何Number的父类实例来创建Box对象。例如:

Box<Object> objectBox = new Box<Object>();

super关键字的使用场景包括:

• 如果希望某个泛型类型参数只能接受其边界类型及其超类。
• 如果希望把某个泛型类型参数的超类型传递给某个方法。

两个示例说明

为了深入理解协变和逆变，我们来看两个示例。

示例1: 协变

假设我们有一个Shape类和一个Circle类，Circle类是Shape类的子类。现在我们需要将Circle类的实例添加到一个List中。我们可以这样定义这个List:

List<? extends Shape> shapes = new ArrayList<Circle>();

这个使用了extends关键字的定义表明，shapes可以指向一个List对象，但也可以指向一个List、List