在Java中，泛型（Generics）是提高代码复用性和类型安全的重要特性。然而，泛型的严格类型约束有时会限制代码的灵活性。为了解决这个问题，Java引入了泛型通配符（Wildcards），它允许我们编写更通用的代码，同时保持类型安全。本文将深入探讨泛型通配符的概念、用法以及实际应用场景。
1. 泛型通配符是什么？
泛型通配符用?表示，它代表一种未知的类型。通配符通常用于以下场景：
- 处理泛型集合时，允许接受多种类型的参数。
- 在方法参数或返回值中，提供更灵活的类型支持。
通配符可以分为以下三种：
- 无界通配符（Unbounded Wildcard）：
<?> - 上界通配符（Upper Bounded Wildcard）：
<? extends T> - 下界通配符（Lower Bounded Wildcard）：
<? super T>
2. 无界通配符（<?>）
无界通配符表示任意类型。它通常用于以下场景：
- 当你只关心泛型集合的操作（如遍历），而不关心具体类型时。
2.1 示例：遍历任意类型的集合
java">public static void printList(List<?> list) {for (Object item : list) {System.out.println(item);}
}public static void main(String[] args) {List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 2, 3);List<String> strList = Arrays.asList("A", "B", "C");printList(intList); // 输出：1 2 3printList(strList); // 输出：A B C
}
在这个例子中，printList方法可以接受任何类型的List，因为<?>表示未知类型。
3. 上界通配符（<? extends T>）
上界通配符表示“某种类型或其子类型”。它通常用于以下场景：
- 当你需要从泛型集合中读取数据，但不允许写入数据时。
3.1 示例：处理数字类型的集合
java">public static double sumOfList(List<? extends Number> list) {double sum = 0.0;for (Number num : list) {sum += num.doubleValue();}return sum;
}public static void main(String[] args) {List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 2, 3);List<Double> doubleList = Arrays.asList(1.1, 2.2, 3.3);System.out.println(sumOfList(intList)); // 输出：6.0System.out.println(sumOfList(doubleList)); // 输出：6.6
}
在这个例子中，sumOfList方法可以接受Number或其子类型（如Integer、Double）的集合。
注意事项：
- 使用
<? extends T>时，只能从集合中读取数据，不能写入数据（除了null），因为具体类型未知。
4. 下界通配符（<? super T>）
下界通配符表示“某种类型或其父类型”。它通常用于以下场景：
- 当你需要向泛型集合中写入数据，但不关心读取数据的类型时。
4.1 示例：向集合中添加元素
java">public static void addNumbers(List<? super Integer> list) {for (int i = 1; i <= 5; i++) {list.add(i);}
}public static void main(String[] args) {List<Number> numList = new ArrayList<>();List<Object> objList = new ArrayList<>();addNumbers(numList); // 添加Integer到Number集合addNumbers(objList); // 添加Integer到Object集合System.out.println(numList); // 输出：[1, 2, 3, 4, 5]System.out.println(objList); // 输出：[1, 2, 3, 4, 5]
}
在这个例子中，addNumbers方法可以向Integer或其父类型（如Number、Object）的集合中添加元素。
注意事项：
- 使用
<? super T>时，可以向集合中写入数据，但读取数据时只能以Object类型接收。
5. PECS原则
为了更清晰地理解上界和下界通配符的使用场景，我们可以参考PECS原则：
- Producer Extends：如果泛型集合是生产者（提供数据），使用
<? extends T>。 - Consumer Super：如果泛型集合是消费者（接收数据），使用
<? super T>。
5.1 示例：结合PECS原则
java">public static <T> void copy(List<? extends T> src, List<? super T> dest) {for (T item : src) {dest.add(item);}
}public static void main(String[] args) {List<Integer> src = Arrays.asList(1, 2, 3);List<Number> dest = new ArrayList<>();copy(src, dest); // 将Integer集合复制到Number集合System.out.println(dest); // 输出：[1, 2, 3]
}
在这个例子中，src是生产者（提供数据），因此使用<? extends T>；dest是消费者（接收数据），因此使用<? super T>。
6. 实际应用场景
6.1 集合工具类
Java标准库中的Collections工具类大量使用了泛型通配符。例如：
java">public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) {// 排序逻辑
}
这里使用<? super T>是为了允许传入T或其父类型的比较器。
6.2 泛型方法
在编写泛型方法时，通配符可以提高方法的灵活性。例如：
java">public static <T> void printFirst(List<? extends T> list) {if (!list.isEmpty()) {System.out.println(list.get(0));}
}
7. 总结
泛型通配符是Java泛型中一个强大的工具，它通过<?>、<? extends T>和<? super T>提供了灵活的类型支持。理解并掌握通配符的用法，可以帮助你编写更通用、更安全的代码。记住PECS原则，合理选择上界和下界通配符，可以让你的代码更加优雅和高效。
