我在阅读泛型时遇到了PECS(Producer extends和Consumer super的缩写)。
有人能向我解释一下如何使用PECS来解决extends和super之间的混淆吗?
我在阅读泛型时遇到了PECS(Producer extends和Consumer super的缩写)。
有人能向我解释一下如何使用PECS来解决extends和super之间的混淆吗?
当前回答
这是我认为extends与super最清晰、最简单的方式:
扩展用于读取super是用来写作的
我发现“PECS”是一种不明显的方式来思考谁是“生产者”,谁是“消费者”。“PECS”是从数据集合本身的角度定义的——如果对象正在被写入到集合中,则集合“消耗”(它消耗来自调用代码的对象),如果对象正在从集合中读取,则它“产生”(它向某些调用代码产生对象)。这与其他所有事物的命名方式相反。标准JavaAPI是从调用代码的角度命名的,而不是从集合本身命名的。例如,java.util.List的以集合为中心的视图应该有一个名为“receive()”的方法,而不是“add()”——毕竟,调用代码添加了元素,但列表本身接收了元素。
我认为从与集合交互的代码的角度来思考事情更直观、更自然、更一致——代码是“从集合中读取”还是“写入”集合?之后,向集合写入的任何代码都将是“生产者”,从集合读取的任何代码将是“消费者”。
其他回答
协方差:接受子类型相反:接受超类型
协变类型是只读的,而逆变类型是只写的。
(添加答案,因为使用泛型通配符的示例永远不够)
// Source
List<Integer> intList = Arrays.asList(1,2,3);
List<Double> doubleList = Arrays.asList(2.78,3.14);
List<Number> numList = Arrays.asList(1,2,2.78,3.14,5);
// Destination
List<Integer> intList2 = new ArrayList<>();
List<Double> doublesList2 = new ArrayList<>();
List<Number> numList2 = new ArrayList<>();
// Works
copyElements1(intList,intList2); // from int to int
copyElements1(doubleList,doublesList2); // from double to double
static <T> void copyElements1(Collection<T> src, Collection<T> dest) {
for(T n : src){
dest.add(n);
}
}
// Let's try to copy intList to its supertype
copyElements1(intList,numList2); // error, method signature just says "T"
// and here the compiler is given
// two types: Integer and Number,
// so which one shall it be?
// PECS to the rescue!
copyElements2(intList,numList2); // possible
// copy Integer (? extends T) to its supertype (Number is super of Integer)
private static <T> void copyElements2(Collection<? extends T> src,
Collection<? super T> dest) {
for(T n : src){
dest.add(n);
}
}
PECS(生产者延伸和消费者超级)
[协方差和反方差]
让我们来看看示例
public class A { }
//B is A
public class B extends A { }
//C is A
public class C extends A { }
泛型允许您以安全的方式动态处理类型
//ListA
List<A> listA = new ArrayList<A>();
//add
listA.add(new A());
listA.add(new B());
listA.add(new C());
//get
A a0 = listA.get(0);
A a1 = listA.get(1);
A a2 = listA.get(2);
//ListB
List<B> listB = new ArrayList<B>();
//add
listB.add(new B());
//get
B b0 = listB.get(0);
问题
由于Java的Collection是一种引用类型,因此我们面临以下问题:
问题#1
//not compiled
//danger of **adding** non-B objects using listA reference
listA = listB;
*Swift的泛型没有这样的问题,因为Collection是Value类型[About],因此创建了一个新的集合
问题#2
//not compiled
//danger of **getting** non-B objects using listB reference
listB = listA;
解决方案-通用通配符
通配符是引用类型功能,不能直接实例化
解决方案#1<? super A>又称下界,又称反方差,又称消费者保证它由A和所有超类操作,这就是为什么添加
List<? super A> listSuperA;
listSuperA = listA;
listSuperA = new ArrayList<Object>();
//add
listSuperA.add(new A());
listSuperA.add(new B());
//get
Object o0 = listSuperA.get(0);
解决方案#2
<? 扩展A>aka上界aka协方差aka生产者保证它由A和所有子类操作,这就是为什么它是安全的
List<? extends A> listExtendsA;
listExtendsA = listA;
listExtendsA = listB;
//get
A a0 = listExtendsA.get(0);
正如我在回答另一个问题时所解释的,PECS是乔什·布洛克(Josh Bloch)为帮助记住Producer extends和Consumer super而创建的助记符设备。
这意味着当传递给方法的参数化类型将生成T的实例(它们将以某种方式从中检索)时?应该使用extends T,因为T的子类的任何实例也是T。当传递给方法的参数化类型将消耗T的实例(它们将传递给它以执行某些操作)时?应该使用super T,因为T的实例可以合法地传递给任何接受某个T超类型的方法。例如,可以在Collection<Integer>上使用Comparator<Number>?extends T无法工作,因为Comparator<Integer>无法对Collection<Number>进行操作。
请注意,通常您只应使用?延伸T和?super T表示某些方法的参数。方法应该只使用T作为泛型返回类型的类型参数。
在处理集合时,在上限或下限通配符之间进行选择的常见规则是PECS。信用
PECS(生产者延伸和消费者超级)
助记符→ 获取(扩展)和放置(超级)原则。
该原则规定:仅从结构中获取值时,请使用扩展通配符。仅将值放入结构中时,请使用超级通配符。当你得到和得到时,不要使用通配符。
Java示例:
class Super {
Number testCoVariance() {
return null;
}
void testContraVariance(Number parameter) {
}
}
class Sub extends Super {
@Override
Integer testCoVariance() {
return null;
} //compiles successfully i.e. return type is don't care(Integer is subtype of Number)
@Override
void testContraVariance(Integer parameter) {
} //doesn't support even though Integer is subtype of Number
}
Liskov替换原则(LSP)指出,“程序中的对象应该用其子类型的实例替换,而不改变程序的正确性”。
在编程语言的类型系统中,键入规则
协变的,如果它保持类型的排序(≤),则将类型从更具体到更通用排序;相反,如果它颠倒了这个顺序;如果两者都不适用,则为不变或非变。
协方差和反方差
只读数据类型(源)可以是协变的;只写数据类型(汇)可以是相反的。充当源和汇的可变数据类型应该是不变的。
要说明这种一般现象,请考虑数组类型。对于Animal类型,我们可以使用Animal[]类型
协变:猫[]是动物[];反义词:动物[]是猫[];不变量:动物[]不是猫[],猫[]不是动物[]。
Java示例:
Object name= new String("prem"); //works
List<Number> numbers = new ArrayList<Integer>();//gets compile time error
Integer[] myInts = {1,2,3,4};
Number[] myNumber = myInts;
myNumber[0] = 3.14; //attempt of heap pollution i.e. at runtime gets java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Double(we can fool compiler but not run-time)
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("prem");
List<Object> listObject=list; //Type mismatch: cannot convert from List<String> to List<Object> at Compiletime
更多示例
图像src
有界(即朝向某处)通配符:有三种不同的通配符:
差异/非差异:?或扩展对象-无边界通配符。它代表所有类型的家庭。当你得到和投入时使用。共方差:?扩展T(T子体的统治)-带有上限的通配符。T是继承层次结构中最上层的类。仅从结构中获取值时,请使用扩展通配符。抵销方差:?超级T(T祖先的统治)-带有下限的通配符。T是继承层次结构中最底层的类。当只将值放入结构中时,请使用超级通配符。
注意:通配符?表示零或一次,表示未知类型。通配符可以用作参数的类型,而不能用作泛型方法调用或泛型类实例创建的类型参数。(即,当使用通配符时,引用不在程序的其他地方使用,如我们使用T)
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
class Shape { void draw() {}}
class Circle extends Shape {void draw() {}}
class Square extends Shape {void draw() {}}
class Rectangle extends Shape {void draw() {}}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//? extends Shape i.e. can use any sub type of Shape, here Shape is Upper Bound in inheritance hierarchy
List<? extends Shape> intList5 = new ArrayList<Shape>();
List<? extends Shape> intList6 = new ArrayList<Cricle>();
List<? extends Shape> intList7 = new ArrayList<Rectangle>();
List<? extends Shape> intList9 = new ArrayList<Object>();//ERROR.
//? super Shape i.e. can use any super type of Shape, here Shape is Lower Bound in inheritance hierarchy
List<? super Shape> inList5 = new ArrayList<Shape>();
List<? super Shape> inList6 = new ArrayList<Object>();
List<? super Shape> inList7 = new ArrayList<Circle>(); //ERROR.
//-----------------------------------------------------------
Circle circle = new Circle();
Shape shape = circle; // OK. Circle IS-A Shape
List<Circle> circles = new ArrayList<>();
List<Shape> shapes = circles; // ERROR. List<Circle> is not subtype of List<Shape> even when Circle IS-A Shape
List<? extends Circle> circles2 = new ArrayList<>();
List<? extends Shape> shapes2 = circles2; // OK. List<? extends Circle> is subtype of List<? extends Shape>
//-----------------------------------------------------------
Shape shape2 = new Shape();
Circle circle2= (Circle) shape2; // OK. with type casting
List<Shape> shapes3 = new ArrayList<>();
List<Circle> circles3 = shapes3; //ERROR. List<Circle> is not subtype of List<Shape> even Circle is subetype of Shape
List<? super Shape> shapes4 = new ArrayList<>();
List<? super Circle> circles4 = shapes4; //OK.
}
/*
* Example for an upper bound wildcard (Get values i.e Producer `extends`)
*
* */
public void testCoVariance(List<? extends Shape> list) {
list.add(new Object());//ERROR
list.add(new Shape()); //ERROR
list.add(new Circle()); // ERROR
list.add(new Square()); // ERROR
list.add(new Rectangle()); // ERROR
Shape shape= list.get(0);//OK so list act as produces only
/*
* You can't add a Shape,Circle,Square,Rectangle to a List<? extends Shape>
* You can get an object and know that it will be an Shape
*/
}
/*
* Example for a lower bound wildcard (Put values i.e Consumer`super`)
* */
public void testContraVariance(List<? super Shape> list) {
list.add(new Object());//ERROR
list.add(new Shape());//OK
list.add(new Circle());//OK
list.add(new Square());//OK
list.add(new Rectangle());//OK
Shape shape= list.get(0); // ERROR. Type mismatch, so list acts only as consumer
Object object= list.get(0); //OK gets an object, but we don't know what kind of Object it is.
/*
* You can add a Shape,Circle,Square,Rectangle to a List<? super Shape>
* You can't get an Shape(but can get Object) and don't know what kind of Shape it is.
*/
}
}
泛型和示例
协方差和反方差根据类型确定兼容性。在任何一种情况下,方差都是有向关系。协方差可以翻译为“同一方向不同”或不同,而反方差意味着“相反方向不同”,或相反。协变型和逆变型并不相同,但它们之间存在相关性。这些名称暗示了相关性的方向。
https://stackoverflow.com/a/54576828/1697099https://stackoverflow.com/a/64888058/1697099
协方差:接受子类型(只读,即Producer)相反:接受超类型(仅写,即Consumer)