Java泛型的协变与逆变

2024-07-15 13:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

导读

泛型是Java最基础的语法之一，众所周知：出于安全原因，泛型默认不能支持型变（否则会引入危险），因此Java提供了通配符上限和通配符下限来支持型变，其中通配符上限就泛型协变，通配符下限就是泛型逆变。

由于来自早期的设计，所以Java的数组默认就支持型变（Variance）：只要A是B的子类，那么A[]就相当于B[]的子类，比如Integer是Number的子类，因此Integer[]就相当于Number[]的子类。

但数组的型变会导致潜在的问题，例如如下程序：

代码语言：javascript复制public class ArrayVariance { public static void main(String[] args) { Integer[] intArr = new Integer[5]; // 数组默认就支持型变，因此下面代码是正确的 Number[] numArr = intArr; // numArr只要求集合元素是Number，因此下面代码也可通过编译 numArr[0] = 3.4; // ① } }

由于Java数组默认支持型变，因此Number[]类型的变量实际引用的数组完全可以是Integer[]、也可是Float[]、也可是Double[]......，因此当程序尝试向 Number[]数组中存入元素时，总有可能导致ArrayStoreException异常——原因就是你永远无法确定Number[]类型的变量实际引用的数组对象。

上面程序编译没有任何问题，但运行上面程序就会导致ArrayStoreException异常。

注意

对于一个强大的编译器来说，如果程序在编译阶段没有警告、没有错误，那么运行时就不应该导致简单的语法错误——上面程序编译阶段没有错误，但运行时仅仅只是因为类型不兼容（Java是强类型语言）而出错，这显然是不尽人意的。

泛型默认不支持型变

为了避免重蹈Java数组的覆辙，Java泛型显然不能再继续支持默认的型变。这意味着：即使A是B的子类，那么List也不是List的子类，比如Integer是Number的子类，而List却并不是List的子类。

例如如下程序：

代码语言：javascript复制import java.util.*; public class GenericNoVariance { public static void main(String[] args) { List intList = List.of(2, 4); // 泛型默认不支持型变，因此下面代码编译错误 List numList = intList; // ① numList.add(3.4); // ② } }
由于泛型不支持默认的型变，因此上面①号代码在编译阶段就会报错，因此在②号代码就无法在运行时导致错误了。
协变：通配符上限
为了让泛型支持型变，Java引入了通配符上限语法：如果A是B的子类，那么List相当于是List

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