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);
    }

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。

（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);
        }
    }

计算机科学背后的原理叫做

协方差：？扩展MyClass，矛盾：？超级MyClass和不变性/非方差：MyClass

下图应解释该概念。图片提供：Andrey Tyukin

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。

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”。