parameterized（泛型通配符超详解）

泛型通配符

在 Java 泛型中，通配符是比较难理解、但又很重要的一个知识点，我们今天深入详解泛型通配符。

本文对泛型通配符的理解、使用、以及技术选型，具有一定的参考价值。看完之后，你将掌握以下知识：

什么是泛型通配符为什么要用泛型通配符泛型通配符的概念、优点、作用泛型通配符的三种形式PECS原则泛型通配符的使用及选型

泛型学习资料：《泛型最全知识导图》、《大厂泛型面试真题26道》，到本篇结尾处获得~

1 泛型通配符的基本概述

泛型通配符用 ? 表示，代表不确定的类型，是泛型的一个重要组成。

相关术语及范例：

ArrayList<E>，称为泛型类型，此处的 E ，称为类型参数变量ArrayList<Integer>，称为参数化的类型 ParameterizedType ，此处的Integer，称为实际类型参数

2 为什么要用泛型通配符

泛型通配符的引入，是为了解决类型被限制死之后，不能动态根据实例来确定的缺点。

先来看代码示例，我们现在有这样一个函数：

public void test(List<Number> data) { }

根据泛型规则，这个函数只能传进来 List<Number> 这一种类型， List<Object> 和 List<Integer> 是传不进来的。

如果我们既要泛型，又想把这两个类型的子类、或者父类的泛型传进去，就需要使用到通配符泛型。

3 泛型通配符的优点

可以在保证运行时类型安全的基础上，提高参数类型的灵活性。

4 泛型通配符的作用

泛型本身不支持协变和逆变，通配符能解决协变和逆变的问题。

在 Java 中：

数组可以协变。例如：Dog Extends Animal ， Animal[] 与 Dog[] 是可以兼容的。集合不可以协变。List<Animal> 不是 List<Dog> 的父类，为了建立两个集合之间的联系，此时需要引用通配符来解决。

泛型 T 是确定的类型，而通配符更加灵活（不确定），更多用于扩充参数的范围

泛型 T就像是变量，将传来的一个具体的类型拿来使用，而通配符则是一种规定，规定你能传哪些参数，就像是一个特殊的实际类型参数。

5 泛型通配符的使用场景

用于类型参数中；用于实例变量，或者局部变量中；有时也可作为返回类型，例如Object的getClass方法。

注意：泛型通配符只能用于泛型类的使用（声明变量、方法的参数），不能用于泛型定义、New 泛型实例。

6 泛型通配符的三种形式

<?> ：无边界通配符（基本使用）<? extends T> ：固定上边界通配符（又称有上限的通配符）<? super T> ：固定下边界通配符（又称有下限的通配符）

6.1 无边界通配符 <?>

无边界通配符的概述

英文全称 Unbounded Wildcards ，代表任意类型，是万能通配符；采用 <?> 的语法形式，来声明使用该类通配符。例如： List<?> ，表示元素类型未知的 List ，它的元素可以匹配任何的类型。这种带通配符的 List ，仅表示它是各种泛型 List 的父类，并不能把元素添加到其中。

无边界通配符的作用

可以让泛型能够接受未知类型的数据。

6.2 固定上边界通配符 <? extends T>

固定上边界通配符的概述

英文全称 Upper Bounded Wildcards ；采用 <? extends 类型> 的语法形式，来声明使用该类通配符。例如：List<?extends Number> ，表示 Number 或者其子类型。需要注意的是，此处虽然使用了 extends 关键字，但却不仅限于继承了父类类型的子类，也可以代指实现了接口类型的类；代表类型变量的范围有限，只能传入某种类型、或者它的子类，适合频繁往外读取数据的场景。

固定上边界通配符的作用

当我们不希望 List<?> 是任何泛型 List 的父类，只希望它代表某一类泛型 List 的父类时，我们就使用固定上边界通配符的泛型，来接受指定类、以及其子类类型的数据。

固定上边界通配符的代码示例

public class TopLine { public static void print(List<? extends Number> list) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); } } public static void main(String[] args) { // Integer 是 Number 的子类，可以调用 print 方法 print(new ArrayList<Integer>()); // String 不是 Number 的子类，没法调用 print 方法 print(new ArrayList<String>()); } }

Integer 是 Number 的子类，如果想要调用 print() 方法中，就可以传入 Integer 集合。

String 不是 Number 的子类，因此不能传入 String 集合。

6.3 固定下边界通配符 <? super T>

固定下边界通配符的概述

英文全称 Lower Bounded Wildcards ；采用 <? super 类型> 的语法形式，来声明使用该类通配符。例如： List<?super Number> ，它表示的类型是 Number 或者其父类型；代表类型变量的范围有限，只能传入某种类型、或者其父类，适合频繁插入数据的场景。

固定下边界通配符的作用

我们可以使用固定下边界通配符的泛型，来接受指定类及其父类类型的数据。

需要重点注意的是，一个泛型可以单独指定类型通配符的上边界、或下边界，但不能同时指定上边界、下边界。

固定下边界通配符的代码示例

public class LowLine { public static void print(List<? super Integer> list) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); } } public static void main(String[] args) { // Number 是 Integer 的父类，可以调用 print 方法 print(new ArrayList<Number>()); // Long 不是 Integer 的父类，没法调用 print 方法 // print(new ArrayList<String>()); } }

因为 Number 是 Integer 的父类，如果我们想要调用 print() 方法中，就可以传入 Number 集合。

因为 Long 不是 Integer 的父类，故不能传入 Long 集合。

7 泛型通配符的使用

上一篇文篇泛型的3种使用方式：泛型类、泛型接口、泛型方法中，提到了泛型的使用步骤。

在第三步，我们确定类型变量时，如果不能明确类型变量，就可以使用泛型通配符（泛型通配符代表不确定的类型）。

反之，如果我们能明确地知道类型变量，就不需要使用泛型通配符。

代码示例 1 ：不需要使用泛型通配符

我们明确地知道 count() 方法用在哪儿，在编码时，可以直接指明这是一个 Integer 集合。

public class Application { public static Integer count(List<Integer> list) { int total = 0; for (Integer number : list) { total += number; } list.add(total); return total; } public static void main(String[] args) {

在调用方法时，如果不传指定的数据进来，编译会报错。

// 不传指定数据，编译报错 List<String> strList = Arrays.asList("0", "1", "2"); int totalNum = count(strList);

即便我们绕过了编译，程序也很可能无法正常运行。

// 绕过了编译，运行报错 List strList1 = Arrays.asList("0", "1", "2"); totalNum = count(strList1); } }

所以，如果你已经明确自己要做什么，清楚地知道类型变量，就没必要使用泛型通配符。

代码示例 2 ：使用泛型通配符，实现一些通用算法

但是，在一些通用方法中，什么类型的数据都能传进来，不能确认类型变量，这时候该怎么办呢？

此时，我们就可以使用泛型通配符，在不用确认类型变量的情况下，来实现一些通用算法。

例如：

我们需要写一个通用方法，把传入的 List 集合输出到控制台。

public class Application { public static void print(List<?> list) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); } } public static void main(String[] args) {

Integer 集合，可以运行

List<Integer> intList = Arrays.asList(0, 1, 2); print(intList);

String 集合，可以运行

List<String> strList = Arrays.asList("0", "1", "2"); print(strList); } }

List<?> list 指不确定 List 集合装的是什么类型，有可能是 Integer、或 String、或其他。但这不用理会，我们只需要传一个 List 集合进来，这个方法就能正常运行了。

这就是泛型通配符的作用所在。

补充：我们还可以使用泛型通配符，来实现一些特殊算法

泛型通配符也适用于一些特殊算法，但可使用的范围不大。

例如：用户分为普通用户、商家用户，但用户有一些特殊功能，其它角色都没有。这时候，又该怎么办呢？我们可以通过给泛型通配符设定边界，来限定类型变量的范围。

这里就不展示代码示例了。

8 PECS原则

泛型通配符的用法有些复杂，为了更好的帮助我们理解、及正确使用 Java 泛型通配符。Joshua Bloch 在《Effective Java 》第 3 版中提出了 PECS 原则。