将实现接口的泛型列表分配给相同接口的列表

Question

这个问题是关于接口与实现该接口的类的关系。我看不出this 或this 是如何回答问题的。

我创建了一个接口Boxed 和一个抽象泛型类Box，它实现了该接口。然后我创建了两个具体的类IntegerBox 和StringBox。然后我创建了一个元素列表，它使用IntegerBox 值和StringBox 值扩展Box。到目前为止一切顺利。

现在我想将List<? extends Box> 分配给List<Boxed>。我的期望是，这应该是有效的，因为任何扩展 Box 也实现了 Boxed。但是编译器不允许我。这是错误：

main.java:29: error: incompatible types: List<CAP#1> cannot be converted to List<Boxed>
    List<Boxed> lb2 = laeb; // does not compile, although every value which extends Box implements Boxed
                      ^
  where CAP#1 is a fresh type-variable:
    CAP#1 extends Box from capture of ? extends Box
1 error

我可以复制列表：

List<? extends Box> laeb = List.of (new IntegerBox(42), new StringBox("answer"));
List<Boxed> lb1 = new ArrayList<> (laeb);

如果类型为Boxed，则? extends Box 类型的每个元素都用于创建一个值。但是分配报告了不兼容的类型。为什么？

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class main
{
  static interface Boxed { }

  static abstract class Box<T> implements Boxed
  {
    T content;
    Box (T content) { this.content = content; }
  }

  static class IntegerBox extends Box<Integer> { IntegerBox (Integer content) { super (content); } }
  static class StringBox  extends Box<String>  { StringBox  (String content)  { super (content); } }

  public static void main (String ...arguments) throws Exception
  {
    IntegerBox i = new IntegerBox(42);
    StringBox  s = new StringBox("answer");

    List<? extends Box> laeb = List.of (i, s);

    Boxed b0 = i;  // => IntegerBox is compatible with Boxed
    Boxed b1 = s;  // => StringBox  is compatible with Boxed

    List<Boxed> lb1 = new ArrayList<> (laeb); // List<Boxed> can be created by values of "? extends Box"

    List<Boxed> lb2 = laeb; // does not compile, although every value which extends Box implements Boxed
  }
}

Answer 1

考虑一下：

List<StringBox> stringBoxList = new ArrayList<StringBox>();
List<? extends Box> boxList = stringBoxList; // works, StringBox extends Box

List<Boxed> boxedList = boxList; // suppose this *did* work
boxedList.add(new IntegerBox(42)); // this line definitely compiles, what does it do?

在最后一行之后，stringBoxList 将包含一个 IntegerBox，尽管最初是一个 ArrayList<StringBox>。这很糟糕。

这就是编译器正在阻止的。

解决这个问题很简单

List<? extends Boxed> boxedList = boxList;

boxedList.add(new IntegerBox(42));
// forbidden by the compiler, because IntegerBox is not necessarily the _same_ subclass    
// of Boxed as boxedList's elements

或者，你可以写

List<Boxed> boxedList = Collections.unmodifiableList(boxList);

...因为如果您无法修改列表，问题就会消失。

（但是，坦率地说，Is List<Dog> a subclass of List<Animal>? Why are Java generics not implicitly polymorphic? 涵盖了这一点，而不是 ? extends 的直接情况。）

Answer 2

现在我想将List<? extends Box> 分配给List<Boxed>。

您不能这样做，因为List<Boxed> 不是您的上限通配符<? extends Box> 的超类型。

变化：

List<Boxed> lb2 = laeb;

与：

List<? extends Boxed> lb2 = laeb;

---

List<Boxed> 可以由“? extends Box”的值创建

与：

List<Boxed> lb1 = new ArrayList<>(laeb);

您并没有真正使用 <? extends Box> 类型创建列表，而是使用您在上面创建的已定义的不可变列表填充新列表 - List.of(i, s);

---

请注意：

• extends has the semantics - Java 泛型中的 extends 和 implements。

请注意，在这种情况下，extends 在一般意义上用于表示“扩展”（如在类中）或“实现”（如在接口中）。

• 类型擦除适用于类似的接口。见this quote from docs.oracle:

因此，生成的字节码只包含普通的类、接口和方法。