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
不，列表＜狗＞不是列表＜动物＞。考虑一下你可以用列表＜动物＞做什么——你可以在其中添加任何动物……包括一只猫。现在，你能在一窝小狗中加入一只猫吗？绝对不是。
// 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?
突然你有一只非常困惑的猫。
现在，您不能将猫添加到列表<？扩展Animal>，因为你不知道它是List＜Cat＞。您可以检索一个值并知道它将是一个Animal，但不能添加任意的Animal。列表<？super Animal>-在这种情况下，您可以安全地将Animal添加到其中，但您不知道可能从中检索到什么，因为它可能是List＜Object＞。
其他回答
不，列表＜狗＞不是列表＜动物＞。考虑一下你可以用列表＜动物＞做什么——你可以在其中添加任何动物……包括一只猫。现在，你能在一窝小狗中加入一只猫吗？绝对不是。
// 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?
突然你有一只非常困惑的猫。
现在，您不能将猫添加到列表<？扩展Animal>，因为你不知道它是List＜Cat＞。您可以检索一个值并知道它将是一个Animal，但不能添加任意的Animal。列表<？super Animal>-在这种情况下，您可以安全地将Animal添加到其中，但您不知道可能从中检索到什么，因为它可能是List＜Object＞。
让我们以JavaSE教程为例
public abstract class Shape {
public abstract void draw(Canvas c);
}
public class Circle extends Shape {
private int x, y, radius;
public void draw(Canvas c) {
...
}
}
public class Rectangle extends Shape {
private int x, y, width, height;
public void draw(Canvas c) {
...
}
}
因此，为什么狗（圆圈）的列表不应被视为动物（形状）的列表，是因为这种情况：
// drawAll method call
drawAll(circleList);
public void drawAll(List<Shape> shapes) {
shapes.add(new Rectangle());
}
因此，Java“架构师”有两个选项可以解决这个问题：
不要认为子类型是隐式的，它是父类型，并给出编译错误，就像现在发生的那样将子类型视为它的父类型，并在编译“add”方法时进行限制（因此在drawAll方法中，如果要传递圆的列表（形状的子类型），编译器应该检测到这一点，并用编译错误限制您这样做）。
出于明显的原因，他们选择了第一条路。
问题已经很好地确定了。但有一个解决方案；使doSomething通用：
<T extends Animal> void doSomething<List<T> animals) {
}
现在，您可以使用List<Dog>或List<Cat>或List<Animal>调用doSomething。
问题已正确识别为与差异有关，但详细信息不正确。纯函数列表是协变数据函子，这意味着如果Sub类型是Super的子类型，那么Sub列表绝对是Super列表的子类型。
然而，列表的可变性并不是这里的基本问题。问题是总体上的可变性。这个问题是众所周知的，被称为协方差问题，我认为它是卡斯塔尼亚首先发现的，它完全彻底地破坏了作为一个通用范式的对象定向。这是基于Cardelli和Reynolds之前建立的方差规则。
有点过于简单化，让我们将T型对象B分配给T型对象A作为突变。这不失一般性：a的突变可以写成a=f（a），其中f:T->T。当然，问题是，虽然函数在其共域中是协变的，但它们在其域中是逆变的，但通过赋值，域和共域是相同的，因此赋值是不变的！
因此，概括而言，亚型不能突变。但是对象定向突变是根本的，因此对象定向本质上是有缺陷的。
这里有一个简单的例子：在纯函数设置中，对称矩阵显然是一个矩阵，它是一个子类型，没有问题。现在，让我们在矩阵中添加一项功能，即在坐标（x，y）处设置一个元素，规则是其他元素不变。现在对称矩阵不再是一个子类型，如果你改变了（x，y），你也改变了（y，x）。函数运算是delta:Sym->Mat，如果你改变对称矩阵的一个元素，你会得到一个一般的非对称矩阵。因此，如果在Mat中包含“更改一个元素”方法，Sym不是子类型。事实上几乎肯定没有合适的亚型。
简单地说，如果你有一个通用的数据类型，其中包含大量的变异器，这些变异器利用了它的通用性，你可以确定任何适当的子类型都不可能支持所有这些变异：如果可以，它将与超类型一样通用，与“适当”子类型的规范相反。
事实上，Java阻止了可变列表的子类型化，这并不能解决真正的问题：几十年前，当Java受到质疑时，为什么要使用面向对象的垃圾呢？？
无论如何，这里有一个合理的讨论：
https://en.wikipedia.org/wiki/Covariance_and_contravariance_（计算机科学）
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
