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泛型容器Collection

tiaotiaoba

发布于 2022-01-18 02:14:37

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代码可运行

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代码可运行

今天简单聊聊java泛型之：

Collection<Number>
Collection<? extends Number>
Collection<?>
Collection<Object>

先简单来段例子：

public void testGenerics() {
    Collection<Number> numbers = new ArrayList<>();
    numbers.add(1); // ok
    numbers.add(0.1); // ok

    Collection<? extends Number> numbers2 = new ArrayList<>();
    // don't work, you don't know which subtype 'numbers2' exactly contains
    numbers2.add(1); // oops!
}

这个例子其实有点反人类，估计大部分人（包括我）对这种转换的第一反应肯定是“当然是对的”（这就掉坑了），说下我的理解：

Collection<Number>：表示这个Collection里包含的都是Number类型的对象，可以是Integer/Long/Float，因为编译器可以判断obj instanceof Number == true；
Collection<? extends Number>：表示这个Collection是Number类型的“某个子类型”的Collection实例，可以是Collection<Integer>/Collection<Long>，所以调用numbers2.add(1)是不行的，因为编译器不知道这个numbers2包含的元素到底是Number的哪个子类型，编译器无法判断obj instanceof UnknownType的结果；
Collection<E>，这个E类型是“一个”具体的类型，而不能是表示某个parent的多种子类型的占位符；

再来个例子：

public void testGenerics() {
    Collection<Number> numbers = new ArrayList<>();
    Collection<Integer> integers = new ArrayList<>();
    Collection<? extends Number> numbers2 = new ArrayList<>();
    
    numbers2 = integers; // ok
    numbers2 = numbers; // ok
    
    // don't work, Collection<Number> != Collection<Integer>
    numbers = integers; // oops!
}

Integer明明继承了Number，那为什么

Collection<Number> == Collection<Integer>

不成立呢，我们再来看个例子：

public void testGenerics() {
    Collection<Integer> profits = new ArrayList<>();
    
    insertSomething(profits); // line 1
    
    Integer profit = profits.iterator().next(); // oops! crash
}

private void insertSomething(Collection<Number> numbers) {
    numbers.add(Long.MAX_VALUE);
}

如果line 1成立，那么接下去获取利润将会得到个负数，后续的一系列计算都会发声异常，如果代码不够健壮甚至可能会抛出一些意料之外的RuntimeException，导致方法不正常结束甚至程序crash。

所以一句话，Collection<Number> != Collection<Integer>是为了运行期的安全，将可能发生的类型转换异常在编译期就解决掉。

现在再来说说Collection<Object>与Collection<?>，又是很多人（包括我）第一反应肯定是“Object是所有java对象的公共父类，所以Collection<Object>可以表示任意类型的集合”，来看个例子：

public void testGenerics2() {
    Collection<Integer> integers = new ArrayList<>();

    Collection<?> objects2 = integers; // ok
    // don't work, which type of 'objects2' contains is uncertain
    objects2.add(1); // oops!
    
    Collection<Object> objects = integers; // oops!
}

Collection<?>表示的范围比Collection<Object>大；
无法调用objects2.add(1)是因为编译器无法精确推断objects2到底是哪种数据类型的容器，可能会产生运行时的类型转换异常；
表示任意数据类型集合的正确写法是Collection<?>；
Collection<Object>不能表示任意类型的集合。

为什么Collection<Object>不是表示任意类型的集合呢，其实也是编译器认为这里有类型转换错误的风险：

public void testGenerics() {
    Collection<Integer> integers = new ArrayList<>();

    Collection<Object> objects = integers; // oops!
    // don't work, which type of 'objects2' contains is uncertain
    objects.add("1");

    Integer one = objects.iterator().next(); // oops! crash
}

Collection<Object>是可以往容器add数据的，因为Object是所有对象的父类，是已知类型，可以用obj instanceof Object判断；
Collection<?>不能往容器放数据，因为? (UnknownType)是未知类型，无法判断obj instanceof UnknownType的结果；
？是表示未知类型，Object表示的是已知类型；
如果Collection<Object>表示任意类型，按照墨菲定律（可能会发生的事必然会发生），那么上面例子中的crash是必然会发生的。。（又是一个线上故障）

后记：

很久没发声了，一直想写点赞搜索架构设计中的小心得，然而才动了几个字，先来点随笔填填空虚。

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原始发表：2017-08-23，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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