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。

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。

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）

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”。

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);