Java Generics Puzzler，扩展类并使用通配符

Question

我一直在反对这个问题一段时间，并认为也许一些新的眼睛会看到这个问题；感谢您的宝贵时间。

import java.util.*;

class Tbin<T> extends ArrayList<T> {}
class TbinList<T> extends ArrayList<Tbin<T>> {}

class Base {}
class Derived extends Base {}

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Tbin<? extends Base>> test = new ArrayList<>();
    test.add(new Tbin<Derived>());

    TbinList<? extends Base> test2 = new TbinList<>();
    test2.add(new Tbin<Derived>());
  }
}

使用Java 8。在我看来，在test 中直接创建容器等同于test2 中的容器，但是编译器说：

Test.java:15: error: no suitable method found for add(Tbin<Derived>)
    test2.add(new Tbin<Derived>());
         ^

如何写Tbin 和TbinList 以便最后一行可以接受？

请注意，我实际上将添加键入的 Tbins，这就是我在最后一行指定 Tbin<Derived> 的原因。

Answer 1

这是因为capture conversion 的工作方式：

存在从参数化类型 G&lt;T<sub>1</sub>,...,T<sub>n</sub>&gt; 到参数化类型 G&lt;S<sub>1</sub>,...,S<sub>n</sub>&gt; 的捕获转换，其中，对于 1 ≤ i ≤ n：

• 如果T<sub>i</sub> 是? extends B<sub>i</sub> 形式的通配符类型参数，那么S<sub>i</sub> 是一个新类型变量[...]。

捕获转换不会递归应用。

注意结束位。所以，这意味着，给定这样的类型：

    Map<?, List<?>>
//      │  │    └ no capture (not applied recursively)
//      │  └ T2 is not a wildcard
//      └ T1 is a wildcard

仅捕获“外部”通配符。 Map 键通配符被捕获，但List 元素通配符未被捕获。这就是为什么，例如，我们可以添加到List<List<?>>，但不能添加到List<?>。通配符的位置很重要。

把它带到TbinList，如果我们有一个ArrayList<Tbin<?>>，通配符在它不会被捕获的地方，但如果我们有一个TbinList<?>，通配符在它得到的地方捕获。

正如我在 cmets 中提到的，一个非常有趣的测试是：

ArrayList<Tbin<? extends Base>> test3 = new TbinList<>();

我们得到这个错误：

error: incompatible types: cannot infer type arguments for TbinList<>
    ArrayList<Tbin<? extends Base>> test3 = new TbinList<>();
                                                        ^
    reason: no instance(s) of type variable(s) T exist so that
            TbinList<T> conforms to ArrayList<Tbin<? extends Base>>

所以没有办法让它按原样工作。需要更改其中一个类声明。

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另外，这样想吧。

假设我们有：

class Derived1 extends Base {}
class Derived2 extends Base {}

而且由于通配符允许子类型化，我们可以这样做：

TbinList<? extends Base> test4 = new TbinList<Derived1>();

我们应该能够将Tbin<Derived2> 添加到test4 吗？不，这将是堆污染。我们最终可能会在 TbinList<Derived1> 中浮动 Derived2s。

Answer 2

将TbinList的定义替换为

class TbinList<T> extends ArrayList<Tbin<? extends T>> {}

并用

定义test2

TbinList<Base> test2 = new TbinList<>();

反而会解决问题。

根据您的定义，您最终会得到 ArrayList<Tbin<T>>，其中 T 是扩展 Base 的任何固定类。

Answer 3

您正在使用有界通配符 (TbinList<? extends Base>> ...)。此通配符将阻止您将任何元素添加到列表中。如果您想了解更多信息，请参阅文档中关于 Wildcards 的部分。

Answer 4

您可以如下定义泛型类型：

class Tbin<T> extends ArrayList<T> {}
class TbinList<K, T extends Tbin<K>> extends ArrayList<T> {}

然后你会创建这样的实例：

TbinList<? extends Base, Tbin<? extends Base>> test2 = new TbinList<>();
test2.add(new Tbin<Derived>());

Answer 5

好的，答案如下：

import java.util.*;

class Tbin<T> extends ArrayList<T> {}
class TbinList<T> extends ArrayList<Tbin<? extends T>> {}

class Base {}
class Derived extends Base {}

public class Test {
  public static void main(String[] args) {

    TbinList<Base> test3 = new TbinList<>();
    test3.add(new Tbin<Derived>());

  }
}

正如我所料，我一看到它就很明显。但是为了到达这里，有很多挣扎。如果只看工作代码，Java 泛型似乎很简单。

谢谢大家，作为一个共鸣板。

Answer 6

您不能向TbinList<? extends Base> 添加任何对象，不能保证您将哪些对象插入到列表中。当您使用通配符extends时，它应该从test2读取数据

如果您声明为TbinList<? extends Base>，这意味着您它是类 Base 或类 Base 本身的任何子类，并且当您初始化它时，您使用菱形而不是具体的类名，这会使您的 test2 不明显，这使得很难说出可以插入哪些对象。我的建议是避免这样的声明是危险的，它可能没有编译错误但它是可怕的代码，你可能会添加一些东西，但你也可能添加会破坏你的代码的错误的东西。