134. Java 泛型 - 上限通配符 (? extends T)

在 Java 泛型中，我們可以使用上限通配符 (? extends T) 來放寬對變量的限制，使方法能夠適用于某個類型及其所有子類型。

讓我們深入了解它的概念，并通過示例加深理解。

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1. 什么是上限通配符 (? extends T)？

在泛型中，我們可以使用 ? extends T 來表示“某個類 T 及其所有子類”。

• 其中，extends 在這里不僅表示類的繼承，也可以用于接口的實現。
• 這在處理同一類層級中的不同泛型類型時非常有用。

? 語法

List<? extends Number> list;

• list 可以接受 List<Number>、List<Integer>、List<Double>、List<Float> 等。
• 但是，不能向 list 中添加元素（除了 null），因為 Java 無法確定具體的子類型。

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2. 為什么使用 ? extends T？

假設我們需要編寫一個方法，它能夠接受 List<Integer>、List<Double> 和 List<Number>，而不需要為每個具體類型單獨編寫方法。

使用 ? extends T 可以讓方法適用于T 及其子類，避免代碼重復，增強通用性。

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3. 示例：使用 ? extends T 進行數據讀取

📌 需求：編寫一個方法計算 List<Number> 及其子類（如 Integer、Double）的總和。

? 示例 1：計算數值列表的總和

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class UpperBoundWildcard {public static double sumOfList(List<? extends Number> list) {double sum = 0.0;for (Number n : list) {sum += n.doubleValue(); // ? 可以安全地調用 Number 的方法}return sum;}public static void main(String[] args) {List<Integer> integers = Arrays.asList(1, 2, 3);System.out.println("Sum of integers: " + sumOfList(integers)); // 輸出: 6.0List<Double> doubles = Arrays.asList(1.2, 2.3, 3.5);System.out.println("Sum of doubles: " + sumOfList(doubles)); // 輸出: 7.0}
}

🔍 解析

• sumOfList(List<? extends Number> list) 接受 Number 及其所有子類。
• list 可以是 List<Integer>、List<Double>、List<Float> 等。
• n.doubleValue() ? 安全調用 Number 類的方法，因為所有 Number 的子類都繼承了 doubleValue()。

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4. 注意事項：為什么不能向 List<? extends T> 添加元素？

? 在 List<? extends T> 中，我們無法添加元素（除了 null），否則會導致編譯錯誤。

? 錯誤示例

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(5);  // ? 編譯錯誤
list.add(3.14); // ? 編譯錯誤

🔍 為什么？

• list 可能是 List<Integer>，但 list.add(3.14) 試圖添加 Double，這會破壞 List<Integer> 的類型安全性。
• Java 編譯器無法確保 list 的實際類型，因此不允許添加元素，但可以安全讀取元素（因為所有元素都是 Number）。

? 解決方案

List<Number> list = new ArrayList<>();
list.add(5);      // ? 允許
list.add(3.14);   // ? 允許

如果需要向列表添加元素，就不能使用 ? extends T，而應該使用具體類型 T。

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5. 適用場景

? 適用于只“讀取”數據的情況（Producer）。
? 適用于同一繼承層級中的多個泛型類型（如 Number 的子類）。
? 適用于通用方法，使代碼更具靈活性。

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6. 結論

? ? extends T 表示 T 及其所有子類，適用于“讀取”數據的情況。
? 無法向 List<? extends T> 添加元素，因為 Java 無法確保其實際類型。
? 使用 ? extends T 可以增強代碼的通用性，避免代碼重復。
? 典型用法：計算數值列表的總和，遍歷對象并調用父類方法。

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🎯 記住口訣：

• Producer Extends (? extends T) 👉 用于“讀取”數據
• Consumer Super (? super T) 👉 用于“寫入”數據

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