Java 通用问题答案

【问题标题】：Java Generic QuestionJava 通用问题
【发布时间】：2011-08-23 20:42:19
【问题描述】：

以下代码可以编译，但如果我取消注释注释行，它不会，我很困惑为什么。 HashMap 确实扩展了 AbstractMap 并且声明 map 的第一行编译良好。

import java.util.AbstractMap;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test {

    public static void main(String args[]) {
        Map<String, ? extends AbstractMap<String, String>> map = new HashMap<String, HashMap<String, String>>();
        //map.put("one", new HashMap<String, String>());
    }
}

而且，我知道“正确的方法”是这样的：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test {

    public static void main(String args[]) {
        Map<String, Map<String, String>> map = new HashMap<String, Map<String, String>>();
        map.put("one", new HashMap<String, String>());
    }
}

【问题讨论】：

标签： java generics inheritance types

【解决方案1】：

第一个代码是不安全的——想象一下你实际上是这样写的：

HashMap<String, ConcurrentHashMap<String, String>> strongMap = 
    new HashMap<String, ConcurrentHashMap<String, String>>();
Map<String, ? extends AbstractMap<String, String>> map = strongMap;

现在：

map.put("one", new HashMap<String, String>());
ConcurrentHashMap<String, String> x = strongMap.get("one");

我们应该有一个ConcurrentHashMap - 但实际上我们只有一个HashMap。

如果我们减少泛型的数量，这实际上更容易解释......你的场景真的相当于（比如说）：

List<? extends Fruit> list = new List<Apple>();
list.add(new Apple());

看起来不错，直到您认为它在有效性上（就编译器而言）等效于：

List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();
List<? extends Fruit> list = apples;
list.add(new Orange());
Apple apple = list.get(0); // Should be okay... but element 0 is an Orange!

这显然是不好的。编译器必须以同样的方式处理这两者，所以它使它们都无效。

【讨论】：

嗨，乔恩。你可以解释吗？为什么不安全？在我看来，橙色的例子应该可以工作。它应该在水果列表中添加一个橙子。
最重要的是，如果我们想要保存一个通用的水果列表，解决方案是什么？
@user450602：但它实际上不是一个水果列表——它是一个List<Apple>。由于类型擦除，Java 无法分辨，但这就是它的创建方式。我将编辑该示例以显示更多为什么它不应该工作。
@user450602：这取决于您所说的“通用水果列表”是什么意思——如果您的意思是一个可以添加任何水果的列表，那么您稍后才知道里面有什么水果，你只需使用List<Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();。
@user450602：在你不需要需要的时候。例如，如果您将List<? extends Fruit> 传递给一个方法，它可以获取任何值并知道它是Fruit，这可能就是它所需要的。如果你传入List<? super Fruit>，那么它知道它可以添加任何水果，但不知道它可以从列表中得到什么类型。

【解决方案2】：

除了 Jon 的出色回答之外，另请参阅 question on PECS，它涵盖了很多相同的领域。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您想要真正的技术性解释，我建议您通读component based software 中的这些幻灯片，以全面了解该问题，因为您的小问题会在大规模上产生巨大影响 :)

真正的术语是逆变和协方差。在 these slides 中搜索有关 OO 设计及其在大型系统中的限制的信息。

你的问题是这些混合了一些泛型 :)

即，您的合同（某种比水果更具体的水果）指定列表必须能够保留所有种水果，但是您创建了一个列表，只能容纳某种水果（苹果或比苹果更具体的东西），据我说这应该会引发编译器错误，但是 Java 编译器太好了，而且generics 没有在 Java 中正确实现（从语义上，从内省的角度来看）。

容器实例对于容器类型/类可以是协变或不变的，但实例的容器必须是容器类型/类的不变。

一个具体的例子：

List<Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();

一个一般的例子：

ConatainerType<ElementOfList> list = new MoreSpecificContainerType<ElementOfList>();

ElementOfList 必须同时满足协变和逆变，因为对象既可以放入（协变）也可以检索（逆变），并且只留下不变性，即相同的类型/类。

这是一个很长的答案，但我希望它对将来提出类似问题的人有所帮助。

【讨论】：