引子

《Effective Java》中第25條中《列表優(yōu)于數(shù)組》中提到數(shù)組是協(xié)變的，相反泛型是不可變的

其實(shí)用于描述Java類(lèi)型轉(zhuǎn)換后的繼承關(guān)系一共有三種，協(xié)變，逆變，不可變

其定義為：

如果A、B表示類(lèi)型 f(?) 表示類(lèi)型轉(zhuǎn)換，≤ 表示繼承關(guān)系（比如，A≤B 表示A是由B派生出來(lái)的子類(lèi)）；

• f(?) 是逆變（contravariant）的，當(dāng)A≤B時(shí)有f(B)≤f(A)成立

• f(?) 是協(xié)變（covariant）的，當(dāng)A≤B時(shí)有f(A)≤f(B)成立

• f(?) 是不變（invariant）的，當(dāng)A≤B時(shí)上述兩個(gè)式子均不成立，即f(A)與f(B)相互之間沒(méi)有繼承關(guān)系

協(xié)變

數(shù)組是協(xié)變的，那就意味著String是Object的子類(lèi)，則String[] 是 Object[]的子類(lèi)，但是會(huì)有一個(gè)問(wèn)題：

    Object[] objArray = new Integer[1];
    objArray[0] = "a string";

這段代碼是合法的，但是在運(yùn)行時(shí)就會(huì)因?yàn)轭?lèi)型不符報(bào)錯(cuò)

不可變

泛型是不可變的，這意味著

    ArrayList<Object> objArray = new ArrayList<Object>();
    objArray.add("a string");

是無(wú)法通過(guò)編譯的。根據(jù)不可變的定義，ArrayList<Object> 和 ArrayList<String>沒(méi)有繼承關(guān)系

這樣的設(shè)計(jì)是為了保證類(lèi)型安全，根據(jù)《Effective Java》中的說(shuō)法：

    // Why generic array creation is illegal - won't compile
    List<String>[] stringLists = new ArrayList<String>[1]; // (1)
    List<Integer> intList = Arrays.asList(42);             // (2)
    Object[] objects = stringLists;                        // (3)
    objects[0] = intList;                                  // (4)
    String s = stringLists[0].get(0);                      // (5)

假設(shè)(1)是編譯正確的，那么在(5)的時(shí)候就必然會(huì)出現(xiàn)類(lèi)型不匹配，因?yàn)樗鼑L試把整型賦值給字符類(lèi)型的

泛型類(lèi)型中利用通配符(extends/super)來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)變和逆變

List<? extends Fruit> 表明每個(gè)item是Fruit/Fruit的子類(lèi)，這其實(shí)表明了泛型的上線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了協(xié)變

同樣，List<? super Fruit> 表明每個(gè)item都是Fruit/Furit的基類(lèi)，這表明了泛型的下線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了逆變

泛型的協(xié)變/逆變使用依靠著一個(gè)PECS原則，即Provider Extends Consumer Super

還以L(fǎng)ist為例：

    // 前提為Apple為Fruit的派生子類(lèi)
    List<? extends Fruit> list = new ArrayList<Apple>();
    list.add(new Apple());

這樣的寫(xiě)法是無(wú)法通過(guò)編譯的，會(huì)提示類(lèi)型不符，因?yàn)?code>? extends Furit表明了Furit或者Furit的派生子類(lèi)。如果我們存入Apple，在get時(shí)強(qiáng)轉(zhuǎn)為Apple自然是不會(huì)有問(wèn)題，但是如果我存入Banana，同樣是水果，那么在get時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)，這樣是類(lèi)型不安全的

泛型通過(guò)擦除來(lái)實(shí)現(xiàn)的，? extends Furit在編譯階段只是一個(gè)標(biāo)記，和數(shù)組具體化類(lèi)型是不一樣的

那么作為一個(gè)Consumer，應(yīng)當(dāng)使用super

   // 前提為Apple為Fruit的派生子類(lèi)
    List<? super Fruit> list = new ArrayList<Food>();
    list.add(new Apple());

這段代碼是編譯通過(guò)的，只要類(lèi)型要求是Fruit/Fruit的基類(lèi)，那么存入的類(lèi)型必定可以強(qiáng)轉(zhuǎn)為Fruit/Fruit的基類(lèi)，是類(lèi)型安全的