Java 泛型 PECS - 生產者extends消費者super · HowToDoInJava 中文系列教程

# Java 泛型 PECS - 生產者`extends`消費者`super` > 原文： [https://howtodoinjava.com/java/generics/java-generics-what-is-pecs-producer-extends-consumer-super/](https://howtodoinjava.com/java/generics/java-generics-what-is-pecs-producer-extends-consumer-super/) 昨天，我正在研究一些 [**Java 集合**](//howtodoinjava.com/java/collections/useful-java-collection-interview-questions/ "Useful java collection interview questions") API，并且發現了兩種主要用于將元素添加到集合中的方法。他們倆都使用泛型語法來獲取方法參數。但是，第一種方法是使用`<? super T>`，而第二種方法是使用`<? extends E>`。為什么？首先，讓我們看一下這兩種方法的完整語法。此方法負責將集合`c`的所有成員添加到另一個調用此方法的集合中。 ```java boolean addAll(Collection<? extends E> c); ``` 調用此方法可將“元素”添加到集合`c`。 ```java public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c, T... elements); ``` 兩者似乎都在做簡單的事情，所以為什么它們都有不同的語法。我們許多人可能會納悶。在這篇文章中，我試圖揭開圍繞它的概念的神秘性，該概念主要被稱為 **PECS** （最早由 Joshua Bloch 在他的著作《Effective Java》中創造的術語）。 ## 為什么要使用泛型通配符？在我與 [**java 泛型**](//howtodoinjava.com/java/generics/complete-java-generics-tutorial/ "Complete Java Generics Tutorial") 相關的上一篇文章中，我們了解到，泛型本質上用于**類型安全性和不變式**。用例可以是 Integer 的列表，即`List<Integer>`。如果您在 Java 中聲明`List<Integer>`之類的列表，則 Java 保證它將檢測并報告您將任何非整數類型插入上述列表的任何嘗試。但是很多時候，我們面臨這樣的情況，為了特定的目的，我們必須在方法中傳遞類的子類型或超類型作為參數。在這些情況下，我們必須使用協變（縮小引用）和逆變（擴大引用）之類的概念。 ## 了解`<? extends T>` 這是 **PECS** 的第一部分，即 **PE（生產者`extends`）**。為了將其與現實生活中的術語聯系起來，讓我們使用一籃子水果（即水果的集合）的類比。當我們從籃子里摘水果時，我們要確保只取出水果而沒有其他東西。這樣我們就可以編寫如下泛型代碼： ```java Fruit get = fruits.get(0); ``` 在上述情況下，我們需要將水果的集合聲明為`List<? extends Fruit>`。例如： ```java class Fruit { @Override public String toString() { return "I am a Fruit !!"; } } class Apple extends Fruit { @Override public String toString() { return "I am an Apple !!"; } } public class GenericsExamples { public static void main(String[] args) { //List of apples List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>(); apples.add(new Apple()); //We can assign a list of apples to a basket of fruits; //because apple is subtype of fruit List<? extends Fruit> basket = apples; //Here we know that in basket there is nothing but fruit only for (Fruit fruit : basket) { System.out.println(fruit); } //basket.add(new Apple()); //Compile time error //basket.add(new Fruit()); //Compile time error } } ``` 查看上面的`for`循環。它確保了從籃子里出來的任何東西都肯定會結出果實；因此，您可以遍歷它，然后簡單地將其澆鑄成水果。現在，在最后兩行中，我嘗試在購物籃中添加`Apple`和`Fruit`，但是編譯器不允許我添加。為什么？如果我們考慮一下，原因很簡單。 `<? extends Fruit>`通配符告訴編譯器我們正在處理水果類型的子類型，但是**我們無法知道哪個水果，因為可能存在多個子類型**。由于沒有辦法說出來，而且我們需要保證類型安全（不變性），因此您不能在此類結構內放置任何內容。另一方面，由于我們知道它可能是`Fruit`的子類型，因此可以從結構中獲取數據，并保證它是`Fruit`。在上面的示例中，我們從集合`List<? extends Fruit> basket`中取出元素。所以這個籃子實際上是在生產水果。簡而言之，當您只想從集合中檢索元素時，請將其視為生產者并使用`<? extends T>`語法。 “**生產者`extends`**”現在對您來說更有意義。 ## 了解`<? super T>` 現在以不同的方式查看上述用例。假設我們正在定義一個方法，在此方法中，我們只會在此購物籃中添加不同的水果。就像我們在帖子“ `addAll(Collection<? super T> c, T... elements)`”開頭看到的方法一樣。在這種情況下，籃子用于存儲元素，因此應稱為元素的使用者。現在看下面的代碼示例： ```java class Fruit { @Override public String toString() { return "I am a Fruit !!"; } } class Apple extends Fruit { @Override public String toString() { return "I am an Apple !!"; } } class AsianApple extends Apple { @Override public String toString() { return "I am an AsianApple !!"; } } public class GenericsExamples { public static void main(String[] args) { //List of apples List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>(); apples.add(new Apple()); //We can assign a list of apples to a basket of apples List<? super Apple> basket = apples; basket.add(new Apple()); //Successful basket.add(new AsianApple()); //Successful basket.add(new Fruit()); //Compile time error } } ``` 我們可以在籃子內添加蘋果，甚至是亞洲蘋果，但不能在籃子中添加`Fruit`（蘋果的超類型）。為什么？原因是購物籃是對`Apple`的超類商品列表的引用。同樣，**我們不知道它是**是哪個超類型，但是我們知道可以將`Apple`及其任何子類型（它們是`Fruit`的子類型）添加為沒有問題（您可以隨時在超類的集合中添加一個子類）。因此，現在我們可以在購物籃中添加任何類型的`Apple`。如何從這種類型的數據中獲取數據呢？事實證明，您唯一可以使用的是`Object`實例：由于我們無法知道它是哪個超類型，因此編譯器只能保證它將是對`Object`的引用，因為`Object`是任何 Java 類型的超類型。在上面的示例中，我們將元素放入集合`List<? super Apple> basket`；所以在這里，這個籃子實際上是在消耗蘋果等元素。簡而言之，當您只想在集合中添加元素時，請將其視為使用者并使用`<? super T>`語法。現在，“**消費者`super`**”對您也應該更有意義。 ## 總結基于上述推理和示例，讓我們總結要點。 1. 如果需要從集合中檢索類型`T`的對象，請使用`<? extends T>`通配符。 2. 如果需要將`T`類型的對象放入集合中，請使用`<? super T>`通配符。 3. 如果您需要同時滿足這兩個條件，請不要使用任何通配符。就這么簡單。 4. 簡而言之，請記住術語 **PECS**。生產者`extends`消費者`super`。真的很容易記住。這就是 Java 中泛型中簡單而又復雜的概念的全部。通過評論讓我知道您的想法。 **祝您學習愉快！**