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
(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);
}
}
其他回答
tl;博士:“PECS”是从藏品的角度来看的。如果您只是从泛型集合中提取项,那么它是一个生产者,您应该使用extends;如果你只是在填充物品,那么它是一个消费者,你应该使用super。如果同时使用同一集合,则不应使用extends或super。
假设您有一个方法,它以一个集合作为参数,但您希望它比只接受集合<Thing>更灵活。
案例1:你想通过收集并处理每个项目。那么列表是一个生产者,因此您应该使用集合<?扩展Thing>。
理由是集合<?extendsThing>可以保存Thing的任何子类型,因此当您执行操作时,每个元素都将表现为Thing。(实际上不能向集合中添加任何内容(null除外)<?扩展Thing>,因为您无法在运行时知道集合持有Thing的哪个特定子类型。)
案例2:您想要向集合中添加内容。那么列表是消费者,因此您应该使用集合<?超级事物>。
这里的理由是,不同于集合<?扩展Thing>,Collection<?super Thing>可以始终保存Thing,无论实际参数化类型是什么。在这里,只要它允许添加Thing,您就不在乎列表中已经存在什么;这是什么?super Thing保证。
PECS:生产者延伸和消费者超级
理解的前提条件:
泛型和泛型通配符多态性、亚型和超型
假设我们有一个采用泛型类型参数T的类型,例如List<T>。当我们编写代码时,还允许泛型类型参数T的子类型或超类型可能是有益的。这放松了对API用户的限制,可以使代码更加灵活。
让我们先看看放松这些限制会带来什么。假设我们有以下3个类:
class BaseAnimal{};
class Animal extends BaseAnimal{};
class Duck extends Animal{};
我们正在构建一个公共方法,该方法采用列表<Animal>
如果我们使用超级列表<?superAnimal>而不是List<Animal>,我们现在可以传递更多的列表来满足我们方法的要求。我们现在可以传入List<Animal>或List<BaseAnimal>甚至List<Object>如果我们使用扩展列表<?扩展Animal>而不是List<Animal>,我们现在可以传递更多的列表来满足我们方法的要求。我们现在可以传入List<Animal>或List<Duck>
然而,这存在以下两个限制:
如果我们使用像List<?super Animal>我们不知道List<t>的确切类型。它可能是List<Animal>或List<BaseAnimal>或List<Object>的列表。我们无从得知。这意味着我们永远无法从列表中获取值,因为我们不知道该类型是什么。但是,我们可以将任何Animal数据类型或将其扩展到列表中。因为我们只能将数据放入列表,所以它被称为数据消费者。如果我们使用扩展列表<?扩展Animal>而不是List<Animal>。我们也不知道确切的类型是什么。它可以是List<Animal>或List<Duck>。我们现在不能在列表中添加一些东西,因为我们永远无法确定是什么类型。但是我们可以删除一些东西,原因是我们始终知道列表中的任何东西都是Animal的子类型。因为我们只能从列表中提取数据,所以它被称为数据的生产者。
这里有一个简单的程序来说明类型限制的放松:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Generics {
public static void main(String[] args) {
Generics generics = new Generics();
generics.producerExtends(new ArrayList<Duck>());
generics.producerExtends(new ArrayList<Animal>());
generics.consumerSuper(new ArrayList<Object>());
generics.consumerSuper(new ArrayList<Animal>());
}
// ? extends T is an upper bound
public void producerExtends (List<? extends Animal> list) {
// Following are illegal since we never know exactly what type the list will be
// list.add(new Duck());
// list.add(new Animal());
// We can read from it since we are always getting an Animal or subclass from it
// However we can read them as an animal type, so this compiles fine
if (list.size() > 0) {
Animal animal = list.get(0);
}
}
// ? extends T is a lower bound
public void consumerSuper (List<? super Animal> list) {
// It will be either a list of Animal or a superclass of it
// Therefore we can add any type which extends animals
list.add(new Duck());
list.add(new Animal());
// Compiler won't allow this it could potentially be a super type of Animal
// Animal animal = list.get(0);
}
PECS“规则”仅确保以下内容合法:
消费者:什么?它可以合法地指代T制片人:什么?是的,它可以在法律上被T
列表中的典型配对<?扩展T>生产者,列表<?super T>使用者只是确保编译器可以强制执行标准的“is-A”继承关系规则。如果我们可以合法地这样做,那么说<T extends?>、<?extended T>(或者在Scala中更好,如您所见,它是[-T],[+T]。不幸的是,我们能做的最好的是<?super T>,<?extended T>。
当我第一次遇到这种情况并在脑海中分解时,机制是有道理的,但代码本身对我来说仍然很困惑——我一直在想“似乎边界不应该像那样颠倒”——尽管我对上面的内容很清楚——这只是为了保证遵守标准参考规则。
帮助我的是将普通作业作为类比。
考虑以下(非生产就绪)玩具代码:
// copies the elements of 'producer' into 'consumer'
static <T> void copy(List<? extends T> producer, List<? super T> consumer) {
for(T t : producer)
consumer.add(t);
}
用任务类比来说明这一点,对于消费者来说?通配符(未知类型)是引用-赋值的“左侧”-和<?超级T>确保了什么?T“is-A”?-T可以分配给它,因为?是T的超类型(或最多相同类型)。
对于制片人来说,他们的担忧是一样的,只是颠倒了:制片人的?通配符(未知类型)是指代-赋值的“右手边”-和<?扩展T>确保了什么?是“IS-A”T-它可以分配给T,因为?是T的子类型(或至少相同类型)。
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。
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。