Java 8 Streams：为什么 Collectors.toMap 对于带有通配符的泛型表现不同？

Question

假设您有一个List 的数字。 List 中的值可以是 Integer、Double 等类型。当您声明这样的 List 时，可以使用通配符 (?) 或不使用通配符来声明它。

final List<Number> numberList = Arrays.asList(1, 2, 3D);
final List<? extends Number> wildcardList = Arrays.asList(1, 2, 3D);

所以，现在我想使用Collectors.toMap 将stream 超过List 和collect 全部转换为Map（显然，下面的代码只是说明问题的示例）。让我们从流式传输numberList 开始：

final List<Number> numberList = Arrays.asList(1, 2, 3D, 4D);

numberList.stream().collect(Collectors.toMap(
        // Here I can invoke "number.intValue()" - the object ("number") is treated as a Number
        number -> Integer.valueOf(number.intValue()),
        number -> number));

但是，我不能对wildcardList做同样的操作：

final List<? extends Number> wildCardList = Arrays.asList(1, 2, 3D);
wildCardList.stream().collect(Collectors.toMap(
        // Why is "number" treated as an Object and not a Number?
        number -> Integer.valueOf(number.intValue()),
        number -> number));

编译器在调用number.intValue() 时抱怨以下消息：

Test.java：找不到符号
符号：方法 intValue()
位置：java.lang.Object类型的变量号

从编译器错误可以看出，lambda 中的number 被视为Object 而不是Number。

那么，现在来回答我的问题：

• 在收集List 的通配符版本时，为什么它不像List 的非通配符版本那样工作？
• 为什么 lambda 中的 number 变量被认为是 Object 而不是 Number？

Answer 1

类型推断不正确。如果您明确提供类型参数，它会按预期工作：

List<? extends Number> wildCardList = Arrays.asList(1, 2, 3D);
wildCardList.stream().collect(Collectors.<Number, Integer, Number>toMap(
                                  number -> Integer.valueOf(number.intValue()),
                                  number -> number));

这是一个已知的 javac 错误：Inference should not map capture variables to their upper bounds。根据 Maurizio Cimadamore 的说法，该状态

尝试了一个修复然后退出，因为它在 8 中破坏了案例，所以我们在 8 中进行了更保守的修复，同时在 9 中完成了全部工作

显然还没有推送修复。 （感谢 Joel Borggrén-Franck 为我指明了正确的方向。）

Answer 2

List<? extends Number> wildcardList 形式的声明意味着“具有未知类型的列表 Number 或 Number 的子类”。有趣的是，如果未知类型由名称引用，则具有未知类型的相同类型的列表有效：

static <N extends Number> void doTheThingWithoutWildCards(List<N> numberList) {
    numberList.stream().collect(Collectors.toMap(
      // Here I can invoke "number.intValue()" - the object is treated as a Number
      number -> number.intValue(),
      number -> number));
}

这里，N 仍然是“未知类型，是 Number 或 Number 的子类”，但您可以按预期处理 List<N>。您可以毫无问题地将List<? extends Number> 分配给List<N>，因为未知类型extends Number 兼容的约束。

final List<? extends Number> wildCardList = Arrays.asList(1, 2, 3D);
doTheThingWithoutWildCards(wildCardList); // or:
doTheThingWithoutWildCards(Arrays.asList(1, 2, 3D));

chapter about Type Inference 不易阅读。我不知道通配符和其他类型在这方面是否有区别，但我认为不应该有。所以它的 either 是 compiler bug 或者是规范的限制，但从逻辑上讲， 通配符没有理由不工作。

Answer 3

这是由于type inference，在第一种情况下，您声明了List<Number>，因此当您编写number -> Integer.valueOf(number.intValue()) 时，编译器没有任何反对意见，因为变量number 的类型是java.lang.Number

但在第二种情况下，您声明了final List<? extends Number> wildCardList，因此 Collectors.toMap 被翻译成 Collectors.<Object, ?, Map<Object, Number>toMap 之类的东西，例如

    final List<? extends Number> wildCardList = Arrays.asList(1, 2, 3D);
    Collector<Object, ?, Map<Object, Object>> collector = Collectors.toMap(
            // Why is number treated as an Object and not a Number?
            number -> Integer.valueOf(number.intValue()),
            number -> number);
    wildCardList.stream().collect(collector);

结果在表达式中

number -> Integer.valueOf(number.intValue()

变量number 的类型是Object，并且在Object 类中没有定义方法intValue()。因此你得到编译错误。

您需要传递收集器类型参数，以帮助编译器解决 intValue() 错误，例如

    final List<? extends Number> wildCardList = Arrays.asList(1, 2, 3D);


    Collector<Number, ?, Map<Integer, Number>> collector = Collectors.<Number, Integer, Number>toMap(
            // Why is number treated as an Object and not a Number?
            Number::intValue,
            number -> number);
    wildCardList.stream().collect(collector);

此外，您可以使用方法引用Number::intValue 而不是number -> Integer.valueOf(number.intValue())

有关 Java 8 中类型推断的更多详细信息，请参阅here。

Answer 4

你可以这样做：

final List<Number> numberList = Arrays.asList(1, 2, 3D, 4D);

numberList.stream().collect(Collectors.toMap(Number::intValue, Function.identity()));