Java 两级参数化类型推断

Question

我有一些返回通配符参数化类型的代码。我正在尝试将其传递给参数方法，但出现编译器错误。有人可以向我解释为什么类型不匹配，以及解决此问题的最佳方法是什么？

static <L extends List<T>,T extends Number>
void useList(List<L> list) {}

public static void main(String[] args) {
    List<List<? extends Number>> list = null;
    useList(list);
}

编译错误：

demo/GenericsHell.java:75: error: method useList in class GenericsHell cannot be applied to given types;
        useList(list);
        ^
  required: List<L>
  found: List<List<? extends Number>>
  reason: inference variable L has incompatible bounds
    equality constraints: List<? extends Number>
    upper bounds: List<CAP#1>
  where L,T are type-variables:
    L extends List<T> declared in method <L,T>useList(List<L>)
    T extends Number declared in method <L,T>useList(List<L>)
  where CAP#1 is a fresh type-variable:
    CAP#1 extends Number from capture of ? extends Number
1 error

在我的真实代码中，list 是由一个复杂的方法生成的，该方法可以返回多种类型的“列表”（实际上是一个自定义泛型类）。是否有另一种方法来参数化 useList 函数，以便它以类型安全的方式接受它？

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编辑 1

我正在尝试将一大段代码简化为一个简洁、连贯的问题。从答案中我可以看到上面的代码过度简化了我遇到的确切问题。我将尝试用一个更复杂的例子来重申，同时更好地指定我的约束。

首先，我实际上并没有使用 List，而是使用双参数化的更复杂的类。我想不出任何标准类可以做到这一点，所以我将定义一个用于示例：

static class NumberLists<L extends List<T>,T extends Number> extends ArrayList<L> {}

我会避免多次重复使用一个类型，这样更容易保持水平。 useList() 方法确实需要双重参数化，因为它在内部使用这两种类型：

static <L extends List<T>,T extends Number>
Set<NumberLists<L,T>> useList(L list) {
    NumberLists<L,T> nl = new NumberLists<L, T>();
    nl.add(list);
    return Collections.singleton(nl);
}

只要你有一个具体的类，这个框架就可以很好地工作：

    // Everything works with a concrete class
    List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();

    // Use with parametric functions
    Set<NumberLists<List<Integer>,Integer>> concreteSet = useList(intList);
    // Access & use elements
    NumberLists<List<Integer>,Integer> concreteNL = concreteSet.iterator().next();
    concreteNL.add(intList);

问题是我有一个输入列表可以是几种不同的类型：

static List<? extends Number> makeList() {
    if(Math.random()<.5) {
        return new ArrayList<Integer>();
    } else {
        return new ArrayList<Double>();
    }
}

List<? extends Number> numList = makeList();

这打破了上述许多可能的模式。

    // What is the type here? This is obviously an error
    Set<NumberLists<? extends List<? extends Number>>,? extends Number> paramSet = useList(numList);
    // Type should ideally be compatible with numList still
    NumberLists<?,?> paraNL1 = paramSet.iterator().next();
    // Captures don't match
    paraNL1.add(numList);

所以问题是我在编译时无法知道 numList 的具体类。而且我不觉得我在做任何实际上类型不安全的事情，因为我知道 numList 的类型必须与 useList 等返回的类型相匹配。

我确实可以控制大部分代码的类型签名。但是，我更喜欢以下内容：

• 它应该能够以类型安全的方式与具体类（例如 intList）很好地工作
• 它还将接收在运行时之前无法明确知道其类型的输入
• 如果执行强制转换或其他未经检查的操作，它们应该发生在输入构造附近。应检查以下操作。

有关完整（但非编译）的 java 文件，请参阅https://gist.github.com/sbliven/f7babb729e0b1bee8d2dabe5ee979431。由于我对这个问题感兴趣，请参阅https://github.com/biojava/biojava/issues/354。

Answer 1

对于第一个编译问题，您的问题来自您尝试将其分配给某个类型不匹配的变量。

最简单的方法是从useList() 调用开始，以确保这个简单的代码能够编译：

List<? extends Number> numList = makeList();
useList(numList);

如果您检查此代码，它已经编译。

现在请您的 IDE 将结果分配给局部变量。 IDE 将为您计算表达式的类型以声明变量，然后 voilà:

Set<? extends NumberLists<? extends List<? extends Number>, ? extends Number>> paramSet =
    useList(numList);

（如果可能，去掉 NumbersList 上的 L 类型，这会简化很多事情）

对于paraNL1.add(numList); 调用，由于通配符，它​​无法工作：编译器无法检查paraNL1 是否接受您未知类型的列表。

即使您按照相同的流程修复声明：

NumberLists<? extends List<? extends Number>, ? extends Number> paraNL1 =
    paramSet.iterator().next();

paraNL1.add(numList); // will still not compile

您看到您正在尝试将paraNL1 用作消费者（它消耗numList），而PECS 告诉您必须使用super 声明它才能工作。

确实，编译器知道您的L extends List<? extends Number> 必须存在某个类型NumberLists，但它不知道并且无法检查它是否与numList 的类型匹配。例如L 可以是LinkedList<Float> 而numList 可以是ArrayList<Integer>。

编辑：为了让它工作，你可以像这样使用wilcard capture helper method：

private static <T extends Number, L extends List<T>> void helper(L numList) {
    Set<NumberLists<L, T>> paramSet = useList(numList);
    NumberLists<L, T> paraNL1 = paramSet.iterator().next();
    paraNL1.add(numList);
}

（这甚至可以让您摆脱 Set 声明中的 ? extends NumerLists）

并调用它

List<? extends Number> numList = makeList();
helper(numList);

Answer 2

问题在于编译器想要将具体类型分配给T。在您的声明中，T 需要根据 list 的声明变为 ? extends Number，这并不具体。

您可以将useList 更改为以下声明之一，编译器会很高兴：

static <L extends List<? extends Number>> void useList(List<L> list) {
}

（没有T，没问题）或

static <L extends List<? extends T>, T extends Number> void useList(List<L> list) {
}

（这里的T 将变为Number）。

如果您可以在变量声明中替换 ? extends Number，一切都会好起来的：

public static <T extends Number> void main(String[] args) {
    List<List<T>> list = null;
    useList(list);
}