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?
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
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。