如何使用带有通配符声明的泛型类？答案

【问题标题】：How can I use a generic class with wildcard declaration?如何使用带有通配符声明的泛型类？
【发布时间】：2019-05-07 12:59:04
【问题描述】：

我的班级中有以下成员：

List<? extends SomeObject> list;

当我尝试这样做时：

list.add(list.get(0));

我明白了：

Test.java:7: error: no suitable method found for add(CAP#1)
        list.add(list.get(0));
            ^
    method Collection.add(CAP#2) is not applicable
      (argument mismatch; Object cannot be converted to CAP#2)
    method List.add(CAP#2) is not applicable
      (argument mismatch; Object cannot be converted to CAP#2)
  where CAP#1,CAP#2 are fresh type-variables:
    CAP#1 extends Object from capture of ? extends Object
    CAP#2 extends Object from capture of ? extends Object

我的问题有两个：

为什么不能编译？为什么我不能将get() 的结果传递给add()？
我怎样才能在不使用强制转换的情况下以另一种方式实现这一目标？

我知道在<T extends SomeObject> 的方法中我不能只说：

T someObject = list.get(0);
list.add(someObject);

因为我的 T 可能是 ? 扩展之外的另一个扩展。

我也明白我不能说：

List<? extends SomeObject> list1;
List<? extends SomeObject> list2;
list1.add(list2.get(0));

但是由于 add 和 get 应该在 list.add(list.get(0)) 中使用相同的泛型类型，我不明白为什么编译器不接受它。

我真正需要的是

[something of type T where T is whatever was used to instantiate list] someObject = list.get(0);
list.add(someObject);

这样我以后可以

list.add(someObject);

我认为我不应该为我的整个班级模板化来实现这一点，不是吗？

class MyClass<T extends SomeObject> {
List<T> list;

然后是一个方法

T someObject = list.get(0);

当然可以，但是我的代码的其他部分搞砸了。

所以第一个问题是为什么这不起作用，第二个问题是最好的解决方法是什么？

【问题讨论】：

标签： java generics wildcard

【解决方案1】：

我的问题是双重的，为什么我不能这样做：
list.add(list.get(0));

因为编译器不够聪明，无法知道您将 list 中的内容添加回 list。编译器不会认为 list.get(0) 与 list 在评估后有任何关系：它只是 ? extends SomeObject 类型的“某些表达式”。

为了解决这个问题，添加一个带有自己类型变量的方法：

private <T> void addFirst(List<T> list) {
  list.add(list.get(0));
}

并将原来的 list.add(list.get(0)); 替换为以下内容的调用：

addFirst(list);

这只是在方法上定义了一个类型变量，不需要在类外可见，所以不需要类级别的类型变量。

也许值得指出的是，这类似于Collections.swap method：使用set 而不是add，但是，从泛型的角度来看，它是一回事：

@SuppressWarnings({"rawtypes", "unchecked"})
public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
    // instead of using a raw type here, it's possible to capture
    // the wildcard but it will require a call to a supplementary
    // private method
    final List l = list;
    l.set(i, l.set(j, l.get(i)));
}

这采用了一种技术上类型安全的方法，并且确实避免了强制转换；但这有点恶心，因为它使用原始类型。

我想这只是出于向后兼容的原因。有机会再写一次，你可以像上面的addFirst 方法那样定义一个类型变量。

【讨论】：

“我想这只是出于向后兼容的原因。”我想这是出于效率原因，以避免额外的函数调用。
@newacct 如果该方法首先被定义为static <E> void swap(List<E> list, ...)，则不需要额外的方法调用。
是的，但是有一个原则是，如果通配符版本的工作方式相同，API 不应声明类型变量，就像这里的情况一样，因为类型变量只在类型参数中使用一次单个参数。需要类型变量的原因是内部实现原因，不应在公共 API 中公开。
@newacct 所以，你现在说它不是是因为效率。
@newacct 虽然我在很大程度上同意如果不必要的话应该避免使用类型变量，但几乎没有任何令人惊讶的（或可避免的）交换方法需要获取和设置列表元素。我宁愿看到一个类型变量，并且确信代码正在由编译器进行类型检查，而不是看到原始类型，并且不得不花时间推理它是否真的安全。但是，你知道，这正是我个人风险偏好所在。

【解决方案2】：

当使用通配符时，我们应该遵循Java泛型和集合中介绍的The Get and Put Principle：

Get 和 Put 原则：当您只从结构，当您只将值放入结构时使用super 通配符，不要使用 get 和 put 时都是通配符。

在您的情况下，不要使用通配符，因为您既可以从列表中获取元素，也可以将元素放入列表中。

【讨论】：