我对Java泛型如何处理继承/多态性有点困惑。
假设以下层次结构-
动物（父母）
狗-猫（儿童）
所以假设我有一个doSomething方法（列出＜Animal＞动物）。根据继承和多态性的所有规则，我会假设List<Dog>是List<Animal>，List<Cat>是List<Animal>-因此任何一个都可以传递给这个方法。不是这样。如果我想实现这种行为，我必须通过说doSomething（list<？extendsAnimal>动物）来明确告诉方法接受Animal的任何子类的列表。
我知道这是Java的行为。我的问题是为什么？为什么多态性通常是隐式的，但当涉及泛型时，必须指定它？
当前回答
关于Jon Skeet的回答，他使用了以下示例代码：
// Illegal code - because otherwise life would be Bad
List<Dog> dogs = new ArrayList<Dog>(); // ArrayList implements List
List<Animal> animals = dogs; // Awooga awooga
animals.add(new Cat());
Dog dog = dogs.get(0); // This should be safe, right?
在最深层次上，这里的问题是狗和动物共享一个参考。这意味着一种方法是复制整个列表，这将打破引用相等：
// This code is fine
List<Dog> dogs = new ArrayList<Dog>();
dogs.add(new Dog());
List<Animal> animals = new ArrayList<>(dogs); // Copy list
animals.add(new Cat());
Dog dog = dogs.get(0); // This is fine now, because it does not return the Cat
在调用List＜Animal＞animals＝new ArrayList＜＞（狗）；后；，您随后不能将动物直接分配给狗或猫：
// These are both illegal
dogs = animals;
cats = animals;
因此，您不能将错误的Animal子类型放入列表中，因为没有错误的子类型--任何子类型的对象？扩展动物可以添加到动物。
显然，这改变了语义，因为动物和狗的列表不再共享，所以添加到一个列表不会添加到另一个列表中（这正是您想要的，以避免将猫添加到只应包含狗对象的列表中的问题）。此外，复制整个列表可能效率低下。然而，通过打破引用相等性，这确实解决了类型等价问题。
其他回答
这里给出的答案并不能完全说服我，所以我再举一个例子。
public void passOn(Consumer<Animal> consumer, Supplier<Animal> supplier) {
consumer.accept(supplier.get());
}
听起来不错，不是吗？但你只能通过动物消费者和供应商。如果你有哺乳动物的消费者，但鸭子的供应商，尽管它们都是动物，但它们不应该适合。为了禁止这种行为，增加了额外的限制。
我们必须定义我们使用的类型之间的关系，而不是上述内容。
例如。，
public <A extends Animal> void passOn(Consumer<A> consumer, Supplier<? extends A> supplier) {
consumer.accept(supplier.get());
}
确保我们只能使用为消费者提供正确类型对象的供应商。
OTOH，我们也可以
public <A extends Animal> void passOn(Consumer<? super A> consumer, Supplier<A> supplier) {
consumer.accept(supplier.get());
}
我们的方向相反：我们定义供应商的类型，并限制其可以投放给消费者。
我们甚至可以做到
public <A extends Animal> void passOn(Consumer<? super A> consumer, Supplier<? extends A> supplier) {
consumer.accept(supplier.get());
}
其中，有了“生活”->“动物”->“哺乳动物”->“狗”、“猫”等直观关系，我们甚至可以将“哺乳动物”放入“生活”消费者，但不能将“字符串”放入“生命”消费者。
其他人已经很好地解释了为什么不能将后代列表转换为超类列表。
然而，许多人访问这个问题以寻求解决方案。
因此，自Java版本10以来，该问题的解决方案如下：
（注：S=超类）
List<S> supers = List.copyOf( descendants );
如果完全安全，则此函数将执行强制转换，如果强制转换不安全，则该函数将执行复制。
有关深入解释（考虑到此处其他答案提到的潜在陷阱），请参阅相关问题和我2022年的答案：https://stackoverflow.com/a/72195980/773113
您要查找的是所谓的协变类型参数。这意味着，如果在方法中可以用一种类型的对象替换另一种类型（例如，Animal可以替换为Dog），那么同样的情况也适用于使用这些对象的表达式（因此List＜Animal＞可以替换为List＜Dog＞）。问题是，一般来说，协方差对于可变列表来说是不安全的。假设您有一个List<Dog>，并且它被用作List<Animal>。当你试图将一只猫添加到这个列表<动物>中时会发生什么？自动允许类型参数为协变会破坏类型系统。
添加语法以允许将类型参数指定为协变将是有用的，这避免了？在方法声明中扩展了Foo，但这确实增加了额外的复杂性。
List＜Dog＞不是List＜Animal＞的原因是，例如，您可以将猫插入List＜Animate＞，但不能插入List＜Dog>。。。在可能的情况下，可以使用通配符使泛型更具可扩展性；例如，从List＜Dog＞中读取与从List＜Animal＞中读取类似，但不是写入。
《Java语言中的泛型》和《Java教程》中的“泛型”一节对为什么某些事物是多态的或不多态的或允许使用泛型进行了非常好、深入的解释。
我们还应该考虑编译器如何威胁泛型类：每当我们填充泛型参数时，“实例化”一个不同的类型。
因此，我们有ListOfAnimal、ListOfDog、ListOfCat等，它们是不同的类，当我们指定泛型参数时，最终由编译器“创建”。这是一个扁平的层次结构（实际上关于List根本不是一个层次结构）。
在泛型类的情况下，协方差没有意义的另一个论点是，基本上所有类都是相同的-都是List实例。通过填充泛型参数来专门化List并不会扩展类，它只会使其适用于特定的泛型参数。
