<? extends T>和<? super T>是Java泛型中的“通配符（Wildcards）”和“邊界（Bounds）”的概念。

• <? extends T>：是指“上界通配符（Upper Bounds Wildcards）”
• <? super T>：是指“下界通配符（Lower Bounds Wildcards）”

為什么要用通配符和邊界？

使用泛型的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)一種很別扭的情況。比如按照題主的例子，我們有Fruit類，和它的派生類Apple類。

class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}

然后有一個(gè)最簡(jiǎn)單的容器：Plate類。盤(pán)子里可以放一個(gè)泛型的“東西”。我們可以對(duì)這個(gè)東西做最簡(jiǎn)單的“放”和“取”的動(dòng)作：set( )和get( )方法。

class Plate<T>{
  private T item;
  public Plate(T t){item=t;}
  public void set(T t){item=t;}
  public T get(){return item;}
}

現(xiàn)在我定義一個(gè)“水果盤(pán)子”，邏輯上水果盤(pán)子當(dāng)然可以裝蘋(píng)果：

Plate<Fruit> pfruit=new Plate<Apple>(new Apple());

但實(shí)際上Java編譯器不允許這個(gè)操作。會(huì)報(bào)錯(cuò)，“裝蘋(píng)果的盤(pán)子”無(wú)法轉(zhuǎn)換成“裝水果的盤(pán)子”。

error: incompatible types: Plate<Apple> cannot be converted to Plate<Fruit>

所以問(wèn)題就來(lái)了。實(shí)際上，編譯器腦袋里認(rèn)定的邏輯是這樣的：

• 蘋(píng)果 IS-A 水果
• 裝蘋(píng)果的盤(pán)子 NOT-IS-A 裝水果的盤(pán)子

所以，就算容器里裝的東西之間有繼承關(guān)系，但容器之間是沒(méi)有繼承關(guān)系的。所以我們不可以把Plate的引用傳遞給Plate。

為了讓泛型用起來(lái)更舒服，Sun的大腦袋們就想出了<? extends T>和<? super T>的辦法，來(lái)讓”水果盤(pán)子“和”蘋(píng)果盤(pán)子“之間發(fā)生關(guān)系。

什么是上界？

下面代碼就是“上界通配符（Upper Bounds Wildcards）”：

Plate<？ extends Fruit>

翻譯一下就是：一個(gè)能放水果以及一切是水果派生類的盤(pán)子。再直白點(diǎn)就是：啥水果都能放的盤(pán)子。這和我們?nèi)祟惖倪壿嬀捅容^接近了。Plate<？ extends Fruit>和Plate<Apple>最大的區(qū)別就是：Plate<？ extends Fruit>是Plate<Fruit>以及Plate<Apple>的基類。直接的好處就是，我們可以用“蘋(píng)果盤(pán)子”給“水果盤(pán)子”賦值了。

Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());

如果把Fruit和Apple的例子再擴(kuò)展一下，食物分成水果和肉類，水果有蘋(píng)果和香蕉，肉類有豬肉和牛肉，蘋(píng)果還有兩種青蘋(píng)果和紅蘋(píng)果。

//Lev 1
class Food{}

//Lev 2
class Fruit extends Food{}
class Meat extends Food{}

//Lev 3
class Apple extends Fruit{}
class Banana extends Fruit{}
class Pork extends Meat{}
class Beef extends Meat{}

//Lev 4
class RedApple extends Apple{}
class GreenApple extends Apple{}

在這個(gè)體系中，下界通配符Plate<？ extends Fruit>覆蓋下圖中藍(lán)色的區(qū)域。

什么是下界？

相對(duì)應(yīng)的，“下界通配符（Lower Bounds Wildcards）”：

Plate<？ super Fruit>

表達(dá)的就是相反的概念：一個(gè)能放水果以及一切是水果基類的盤(pán)子。Plate<？ super Fruit>是Plate<Fruit>的基類，但不是Plate<Apple>的基類。對(duì)應(yīng)剛才那個(gè)例子，Plate<？ super Fruit>覆蓋下圖中紅色的區(qū)域。

上下界通配符的副作用

邊界讓Java不同泛型之間的轉(zhuǎn)換更容易了。但不要忘記，這樣的轉(zhuǎn)換也有一定的副作用。那就是容器的部分功能可能失效。

還是以剛才的Plate為例。我們可以對(duì)盤(pán)子做兩件事，往盤(pán)子里set()新東西，以及從盤(pán)子里get()東西。

class Plate<T>{
  private T item;
  public Plate(T t){item=t;}
  public void set(T t){item=t;}
  public T get(){return item;}
}

上界<? extends T>不能往里存，只能往外取

<? extends Fruit>會(huì)使往盤(pán)子里放東西的set( )方法失效。但取東西get( )方法還有效。比如下面例子里兩個(gè)set()方法，插入Apple和Fruit都報(bào)錯(cuò)：

Plate<? extends Fruit> pfruit=new Plate<Apple>(new Apple());
  
//不能存入任何元素
pfruit.set(new Fruit());  //Error
pfruit.set(new Apple());  //Error

//讀取出來(lái)的東西只能存放在Fruit或它的基類里。
Fruit newFruit1=pfruit.get();
Object newFruit2=pfruit.get();
Apple newFruit3=pfruit.get();  //Error

原因是編譯器只知道容器內(nèi)是Fruit或者它的派生類，但具體是什么類型不知道。可能是Fruit？可能是Apple？也可能是Banana，RedApple，GreenApple？編譯器在看到后面用Plate賦值以后，盤(pán)子里沒(méi)有被標(biāo)上有“蘋(píng)果”。而是標(biāo)上一個(gè)占位符：CAP#1，來(lái)表示捕獲一個(gè)Fruit或Fruit的子類，具體是什么類不知道，代號(hào)CAP#1。然后無(wú)論是想往里插入Apple或者M(jìn)eat或者Fruit編譯器都不知道能不能和這個(gè)CAP#1匹配，所以就都不允許。

所以通配符<?>和類型參數(shù)的區(qū)別就在于：

對(duì)編譯器來(lái)說(shuō)所有的T都代表同一種類型。比如下面這個(gè)泛型方法里，三個(gè)T都指代同一個(gè)類型，要么都是String，要么都是Integer。

public <T> List<T> fill(T... t);

但通配符<?>沒(méi)有這種約束，Plate<?>單純的就表示：盤(pán)子里放了一個(gè)東西，是什么我不知道。

因此為了安全起見(jiàn)，Plate<？ extends Fruit>里什么都放不進(jìn)去。

下界<? super T>不影響往里存，但往外取只能放在Object對(duì)象里

使用下界<? super Fruit>會(huì)使從盤(pán)子里取東西的get( )方法部分失效，只能存放到Object對(duì)象里。set( )方法正常。

Plate<? super Fruit> pfruit=new Plate<Fruit>(new Fruit());

//存入元素正常
pfruit.set(new Fruit());
pfruit.set(new Apple());

//讀取出來(lái)的東西只能存放在Object類里。
Apple newFruit3=pfruit.get();  //Error
Fruit newFruit1=pfruit.get();  //Error
Object newFruit2=pfruit.get();

因?yàn)橄陆缫?guī)定了元素的最小粒度的下限，實(shí)際上是放松了容器元素的類型控制。既然元素是Fruit的基類，那往里存粒度比Fruit小的都可以。但往外讀取元素就費(fèi)勁了，只有所有類的基類Object對(duì)象才能裝下。但這樣的話，元素的類型信息就全部丟失。

PECS原則

最后看一下什么是PECS（Producer Extends Consumer Super）原則，已經(jīng)很好理解了：

• 頻繁往外讀取內(nèi)容的，適合用上界Extends。
• 經(jīng)常往里插入的，適合用下界Super。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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