【IT168  技术文档】在使用 Java™ 语言的泛型时，通配符非常令人困惑，并且最常见的一个错误就是在使用有界通配符的两种形式的其中之一(“? super T” 和 “? extends T”)时出现错误。您出错了吗?别沮丧，即使是专家也会犯这种错误，本月 Brian Goetz 将展示如何避免这个错误。

　　在 Java 语言中，数组是协变的(因为一个 Integer 同时也是一个 Number，一个 Integer 数组同时也是一个 Number 数组)，但是泛型不是这样的(List 并不等于 List)。人们会争论哪些选择是 “正确的”，哪些选择是 “错误的” — 当然，每种选择都各有优缺点 — 但有一点毫无疑问，存在两种使用差别很小的语义构造派生类型的类似机制，这将导致大量错误和误解。

　　有界通配符(一些有趣的 “? extends T” 通用类型说明符)是语言提供的一种工具，用来处理协变性缺乏 — 有界通配符允许类声明方法参数或返回值何时具有协变性(或相反，声明方法参数或返回值何时具有逆变性(contravariant))。虽然了解何时使用有界通配符是泛型较为复杂的方面，但是，使用有界通配符的压力通常都落在库作者的身上，而非库用户。最常见的有界通配符错误就是忘记使用它们，这就限制了类的使用，或是强制用户不得不重用现有的类。

　　有界通配符的作用

　　让我们从一个简单的泛型类开始(一个称为 Box 的值容器)，它持有一个具有已知类型的值：

　　public interface Box {

　　public T get();

　　public void put(T element);

　　}

　　由于泛型不具备协变性，Box 并不等同于 Box，尽管 Integer 属于 Number。但是对于 Box 这样的简单泛型类来说，这不成问题，并且常常被忽略，因为 Box 的接口完全指定为 T 类型的变量 — 而不是通过 T 泛型化的类型。直接处理类型变量允许实现多态性。清单 1 展示了这种多态性的两个示例：获取 Box 的内容，并将它作为一个 Number，然后将一个 Integer 放入 Box 中：

　　清单 1. 通过泛型类利用固有的多态性

　　Box iBox = new BoxImpl(3);

　　Number num = iBox.get();

　　Box nBox = new BoxImpl(3.2);

　　Integer i = 3;

　　nBox.put(i);

　　通过使用简单的 Box 类，使我们确信可以没有协变性，因为在需要实现多态的位置，数据已经具有某种形式，使编译器能够应用适当的子类型规则。

　　然而，如果希望 API 不仅能够处理 T 类型的变量，还能处理通过 T 泛型化的类型，事情将变得更加复杂。假设希望将一个新的方法添加到 Box，该方法允许获得另一个 Box 的内容并其放到清单 2 所示的 Box 中：

　　清单 2. 扩展的 Box 接口并不灵活

　　public interface Box {

　　public T get();

　　public void put(T element);

　　public void put(Box box);

　　}

　　这个扩展 Box 的问题是，只能将内容放到类型参数与原 box 完全相同的 Box 中。因此，清单 3 中的代码就不能进行编译：

　　清单 3. 泛型不具备协变性

　　Box nBox = new BoxImpl();

　　Box iBox = new BoxImpl();

　　nBox.put(iBox); // ERROR

　　显示一条错误消息，表示无法在 Box 中找到方法 put(Box)。如果认为泛型是不具有协变性的，这条错误还讲得通;一个 Box 不是 Box，尽管 Integer 是 Number，但是这使得 Box 类的 “泛型性” 比我们期望的要弱。要提高泛型代码的有效性，可以指定一个上限(或下限)，而不是指定某个泛型类型参数的精确类型。这可以使用有界通配符来实现，它的形式为 “? extends T” 或 “? super T”。(有界通配符只能用作类型参数，而不能作为类型本身 — 因此，需要一个有界的命名的类型变量)。在清单 4 中，修改了 put() 的签名以使用一个上限通配符 — Box，这表示 Box 的类型参数可以是 T 或 T 的任何子类。

　　清单 4. 对清单 3 的 Box 类的改进解释了协变性

　　public interface Box {

　　public T get();

　　public void put(T element);

　　public void put(Box box);

　　}

　　现在，清单 3 中的代码可以进行编译并执行，因为 put() 的参数现在可以是参数类型为 T 或 T 的子类型的 Box。由于 Integer 是 Number 的子类型，编译器能够解析方法引用 put(Box)，因为 Box 匹配有界通配符 Box。

　　很容易犯清单 3 中的 Box 错误，即使是专家也难以避免 — 在平台类库中，许多地方都使用 Collection，而不是 Collection。例如，在 java.util.concurrent 包的 AbstractExecutorService 中，invokeAll() 的参数最初是一个 Collection>。但是，这样使用 invokeAll() 非常麻烦，因为这要求必须由 Callable 参数化的集合持有任务集，而不是由实现 Callable 的类参数化的集合。在 Java 6 中，这种签名被修改为 Collection> — 这只是为了演示非常容易犯这个错误，正确的修复应该是使 invokeAll() 包含一个 Collection> 参数。这个参数无疑更加难看，但不会给客户机带来麻烦。

　　下限通配符

　　上面的大多数有界通配符都进行了限定;“? extends T” 符号为类型添加了一个上限。但是，虽然比较少见，仍然可以使用 “? super T” 符号为类型添加一个下限，表示 “类型 T 以及它的任何超类”。当您希望指定一个回调对象(例如一个比较器)或存放某个值的数据结构，可以使用下限通配符。

　　假设我们希望增强 Box，使它能够与另一个 box 的内容进行比较。可以通过 containsSame() 方法和 Comparator 回调对象的定义扩展 Box，如清单 5 所示：

　　清单 5. 尝试向 Box 添加一个比较方法

　　public interface Box {

　　public T get();

　　public void put(T element);

　　public void put(Box box);

　　boolean containsSame(Box other,

　　EqualityComparator comparator);

　　public interface EqualityComparator {

　　public boolean compare(T first, T second);

　　}

　　}