使用通配符时 Java 泛型类型不匹配

Question

我试图理解 Java 中的泛型，但遇到了一些问题。这是我写的代码：

class Superclass{
}

class Subclass extends Superclass{
}

class Container <T>{
    T elem;
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Container<? extends Superclass> b = new Container<Superclass>();
        b.elem = new Superclass();
    }   
}

这导致了一个奇怪的异常，我无法理解：

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem: 
    Type mismatch: cannot convert from Superclass to capture#1-of ?

    at Test.main(Test.java:4)

我尝试做出一些改变。如果我将注释行替换为：

Container<Superclass> b = new Container<Superclass>();

一切正常。这对我来说很有意义。这只是普通的泛型，没有任何通配符。

然后我再次更改为注释行：

Container<?> b = new Container<Superclass>();

令我惊讶的是，这也导致了异常。然而我发现即使使用通配符，Java 也能保证类型安全。我想我明白为什么这会导致异常。

但我就是不明白为什么

Container<? extends Superclass> b = new Container<Superclass>();

结果出现错误。据我所知，意味着我可以在容器中使用超类的任何子类型。在 Java 中，超类是其自身的子类型，或者至少具有像以前一样的功能。我认为通过使用 extends Superclass 会有类型安全性并且 Java 会接受分配。

我尝试研究我的问题，但找不到任何令人满意的答案。如果有人可以帮助我，我会非常感激，我告诉我，我的错误是什么，并帮助我理解为什么这条线会导致问题。

Answer 1

假设你写的是

Container<? extends Superclass> b = new Container<Subclass>(); 
  // Clearly should compile, that's the whole point of ? extends

b.elem = new Superclass(); // SHOULD NOT compile

第一行之后，

b.elem

具有

Subclass

的“真实类型”。您无法将

Superclass

分配给

Subclass

，因此第二行 不应该 已编译。

您已明确告诉 Java 忘记

的“真实”类型参数。众所周知，它是

Superclass

的某个子类。但由于它可能是

Subclass

，并且不会让

b.elem = new Superclass()

编译，因此它拒绝编译它。

您只能以有效的方式使用

Container<? extends Superclass>

无论实际使用的是
Superclass
的哪个子类。

b.elem = new Superclass()

则不然。

这是正常现象，也是意料之中的。

Answer 2

您面临的问题与协变的概念以及 Java 通配符泛型与类型声明和赋值相结合时的行为有关。

让我们分解一下您提到的不同案例：

```
Container<? extends Superclass> b = new Container<Superclass>();
```
此行声明了一个类型为
```
b
```
的变量
```
Container<? extends Superclass>
```
，这意味着它可以保存作为
```
Container
```
子类型的任何类型的
```
Superclass
```
。但是，当您尝试为其分配
```
Container<Superclass>
```
时，就会出现问题。编译器正在阻止此分配，因为通配符
```
?
```
代表
```
Superclass
```
的未知特定子类型，并且由于
```
elem
```
中
```
Container<? extends Superclass>
```
的类型未知，因此它不允许您将任何特定对象放入其中（除了
```
null
```
）。例如，您可以将
```
Container<Subclass>
```
分配给
```
b
```
，然后尝试将
Superclass
对象放入其中将不是类型安全的。这就是编译器引发错误的原因。
```
Container<Superclass> b = new Container<Superclass>();
```
这很简单并且工作得很好，因为您在
```
Superclass
```
的声明和实例化中都使用了确切的类型
```
Container
```
。
```
Container<?> b = new Container<Superclass>();
```
这一行声明了一个原始类型
```
b
```
的变量
```
Container<?>
```
，它是
```
Container<? extends Object>
```
的简写。这是泛型最宽松的用法，它本质上意味着您可以将任何类型的
```
Container
```
（包括
```
Container<Subclass>
```
或
```
Container<SomeOtherClass>
```
）分配给
```
b
```
。但是，由于
```
elem
```
中
```
Container<?>
```
的类型未知，因此您不能在其中放入任何内容（除了
```
null
```
），这就是为什么它在这种情况下通常不太有用。

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