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);
    }

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。

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。

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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。

public class Test {

    public class A {}

    public class B extends A {}

    public class C extends B {}

    public void testCoVariance(List<? extends B> myBlist) {
        B b = new B();
        C c = new C();
        myBlist.add(b); // does not compile
        myBlist.add(c); // does not compile
        A a = myBlist.get(0); 
    }

    public void testContraVariance(List<? super B> myBlist) {
        B b = new B();
        C c = new C();
        myBlist.add(b);
        myBlist.add(c);
        A a = myBlist.get(0); // does not compile
    }
}

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

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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);
    }

让我们尝试可视化这个概念。

<? super SomeType>是一个“undefined（yet）”类型，但该未定义类型应该是“SomeType”类的超类。

<？扩展SomeType>。它是一个应该扩展“SomeType”类的类型（它应该是“SomeType”类的子类）。

如果我们在Venn图中考虑“类继承”的概念，示例如下：

哺乳动物类扩展了动物类（动物类是哺乳动物类的超类）。

猫/狗类扩展了哺乳动物类（哺乳动物类是猫/狗的超类）。

然后，让我们将上图中的“圆圈”视为具有物理体积的“盒子”。

你不能把更大的盒子放进更小的盒子里。

你只能把一个小盒子放进一个大盒子里。

当你说<？super SomeType>，你想描述一个与“SomeType”框大小相同或更大的“框”。

如果你说<？扩展SomeType>，那么您需要描述一个与SomeType框大小相同或更小的“框”。

那么PECS到底是什么呢？

“生产者”的一个例子是我们只能从中读取的列表。

“消费者”的一个例子是我们只写入的列表。

请记住：

我们从“制片人”那里“阅读”，然后把这些东西带到我们自己的盒子里。我们把自己的盒子“写”成“消费者”。

因此，我们需要从“制片人”那里读到一些东西，并将其放入我们的“盒子”中。这意味着，从生产商那里拿走的任何盒子都不应该比我们的“盒子”大。这就是《制作人延伸》的原因

“延伸”是指一个较小的方框（上图中的较小圆圈）。制片人的盒子应该比我们自己的盒子小，因为我们要从制片人那里拿走这些盒子，然后把它们放进自己的盒子里。我们不能放比我们的箱子更大的东西！

此外，我们需要将自己的“盒子”写入“消费者”。这意味着消费者的箱子不应小于我们自己的箱子。这就是为什么“超级消费者”

“超级”是指一个更大的盒子（上图中的大圆圈）。如果我们想把自己的盒子放进消费者手中，消费者的盒子应该比我们的盒子大！

现在我们很容易理解这个例子：

public class Collections { 
  public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
      for (int i = 0; i < src.size(); i++) 
        dest.set(i, src.get(i)); 
  } 
}

在上面的示例中，我们希望从src中读取（获取）一些内容，并将其写入（放入）dest。因此src是一个“Producer”，它的“box”应该比一些类型T小（更具体）。

反之亦然，dest是一个“消费者”，它的“盒子”应该比某些类型的T更大（更一般）。

如果src的“盒子”比dest的大，我们就不能把这些大盒子放进dest的小盒子里。

如果有人读到这篇文章，我希望它能帮助你更好地理解“生产者延伸，消费者超级。”

快乐编码！：）