如何在两个相关泛型类之间创建类似子类型的关系

news2025/8/10 9:15:37

本文正在参加「金石计划 . 瓜分6万现金大奖」

哈喽大家好，我是阿Q！

事情是这个样子的......

对话中的截图如下：

看了阿Q的解释，你是否也和“马小跳”一样存在疑问呢？请往👇看

我们都知道在java中，只要是类型兼容，就可以将一种类型的对象分配给另一种类型的对象。比如可以将一个Integer类型的对象分配给Object类型的对象，因为Object 是Integer的超类。

Object someObject = new Object();
Integer someInteger = new Integer(10);
someObject = someInteger; //OK
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在面向对象中，我们把它称之为 is a 的关系。因为Integer是Object的一种子类，所以允许被赋值。

又因为Integer也是Number的一种子类，所以下边的代码也是有效的：

public void someMethod(Number n) { /* ... */ }

someMethod(new Integer(10));   // OK
someMethod(new Double(10.1));   // OK
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当然泛型也是如此，在执行泛型类型调用时，将Number作为其类型参数传递，如果参数是Number的子类型，则允许任何后续的add调用:

Box<Number> box = new Box<Number>();
box.add(new Integer(10));   // OK
box.add(new Double(10.1));  // OK
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现在我们来看以下代码：

public void boxTest(Box<Number> n) { /* ... */ }
复制代码

该方法接收什么类型的参数呢？

通过该方法，大家肯定知道它的参数类型为Box<Number>，但是大家思考一个问题：你认为Box<Integer> 和Box<Double>类型的参数可以传入吗？

答案是否定的。

尽管Integer是Number的子类型，但Box<Integer> 和Box<Double>不是Box<Number>的子类，它俩的父类对象是Object。文首的对话表达的就是这个意思。

那么问题来了，当类的泛型相关时，如何在两个泛型类之间创建类似子类型的关系呢？例如如何让Box<Integer> 和Box<Double>变得与Box<Number>有关呢？

为了搞懂这个问题，我们先来了解一下同一类型的对象是如何实现子类型化的吧。

通过分析源码我们可以发现：ArrayList<E> 实现了 List<E>，List<E> 继承了Collection<E>，所以ArrayList<String>是List<String>的子类型， List<String>是 Collection<String>的子类型。因此当我们在传递参数时，ArrayList<String>类型的是可以给List<E>或者Collection<E>传递的。

只要不改变类型参数，类型之间的子类型关系就会保留。

如果我们想要定义我们自己的列表接口PayloadList，使得泛型类型P的可选值与每个元素相关联，可以定义如下：

interface PayloadList<E,P> extends List<E> {
  void setPayload(int index, P val);
  ...
}
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则PayloadList<String,String>、PayloadList<String,Integer>、PayloadList<String,Exception>都是List<String>的子类型。

小结：可以通过继承泛型类或者实现接口来对其进行子类型化。

搞懂了子类型化的问题，我们回到“如何在两个泛型类之间创建类似子类型的关系“的问题。

泛型类或者接口并不会仅仅因为它们的类型之间有关系而变得相关，如果要达到相关，我们可以使用通配符来创建泛型类或接口之间的关系。

Box<Integer> 和Box<Number>的父类对象其实是Box<?>

为了在这些类之间创建关系，以便代码可以通过Box<Integer>访问Box<Number>的方法，可以使用上限通配符:

Box<? extends Integer> initBox = new Box<>();
Box<? extends Number> numberBox = initBox;
// OK. Box<? extends Integer> is a subtype of Box<? extends Number>
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因为Integer是Number的子类型，numberBox的泛型是Number对象子类，所以在intBox和numberBox之间存在关系。