Java集合进阶：泛型继承与通配符的深度解析

资源摘要信息:"十三、集合进阶 泛型的继承和通配符" 在Java编程语言中，集合框架是构建复杂数据处理和管理功能的基础。泛型的引入主要是为了解决类型安全和减少类型转换的问题。本部分将深入探讨泛型在继承中的应用以及通配符的使用，这是掌握Java泛型高级特性的重要环节。 ### 泛型的继承 在Java中，泛型是不可继承的，这是由于泛型擦除机制的存在。泛型擦除意味着在运行时泛型类型参数的信息是不保留的，这样可以提高运行时效率，但同时导致泛型在编译之后不再保留具体的类型信息，因此不能直接用于继承。 然而，泛型的继承可以通过其他方式实现，比如使用通配符和泛型方法来模拟继承行为。比如，`List<Object>` 并不是 `List<String>` 的父类，但是使用通配符可以让它们产生某种形式的继承关系。 ### 泛型通配符 通配符是泛型中的一种特殊类型参数，用 `?` 表示。它可以替代具体的泛型类型参数，使得方法可以接受不同类型的参数，从而提高方法的通用性。 #### 上界通配符 使用 `? extends 类型` 表示上界通配符，它限制了泛型类型参数可以是某个类或其子类。比如 `? extends Number` 表示这个泛型类型可以是 `Number` 或者 `Number` 的任何子类。 ```java List<? extends Number> list; ``` 上面的代码表示 `list` 是一个 `Number` 或 `Number` 子类的列表，但具体是哪个子类是未知的。 使用上界通配符时，可以安全地从列表读取 `Number` 类型的元素，但不能向列表中添加元素（除了 `null`），因为编译器不知道具体的泛型类型，为了保证类型安全，禁止了这样的操作。 #### 下界通配符 使用 `? super 类型` 表示下界通配符，它限制了泛型类型参数可以是某个类或其父类。比如 `? super Integer` 表示这个泛型类型可以是 `Integer` 或 `Integer` 的任何父类。 ```java List<? super Integer> list; ``` 使用下界通配符时，可以向列表中添加 `Integer` 及其子类的对象，因为这样保证了列表元素的类型不会缩小，始终是 `Integer` 或更通用的类型。但是不能从列表中读取元素，因为编译器无法保证读取的元素类型，可能会导致类型安全问题。 #### 无界通配符 `?` 本身就是一个无界通配符，它表示任意的类型。无界通配符通常用在那些不会添加类型检查的场景下，比如在声明不依赖于泛型类型的对象。 ```java List<?> list; ``` 使用无界通配符时，既不能向列表中添加元素（除了 `null`），也不能从列表中读取具体的元素类型，因为编译器不知道列表的具体类型。 ### 泛型方法 泛型方法是一种在方法级别上引入泛型参数的方法。泛型方法可以在调用时确定类型参数，也可以使用通配符。泛型方法与泛型类没有直接的关联，它是独立于类的泛型类型的。 ```java public static <T> void printList(List<T> list) { for (T elem : list) { System.out.print(elem + " "); } System.out.println(); } ``` 上面的泛型方法 `printList` 可以打印任何类型的列表。 ### 结语 Java的泛型继承和通配符是高级集合框架概念的一部分，通过这些特性可以更灵活地编写类型安全的代码。理解并掌握这些高级特性对于开发高质量的Java应用程序至关重要。在实际应用中，合理地使用泛型通配符和泛型方法可以使代码更加通用、灵活且易于维护。