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關(guān)于 java.util.function.Function 的 Java 泛型和設(shè)計(jì)的問(wèn)題

Java

達(dá)令說(shuō) 2023-06-14 14:43:06

關(guān)于通配符的問(wèn)題例子：Student extends Person? ? Person person = new Person();? ? Student student = new Student();? ? List<? super Student> list = new ArrayList<>();? ? list.add(student); // success? ? list.add(person); // compile error? ? List<? extends Person> list2 = new ArrayList<>();? ? list2.add(person); // compile error? ? list2.add(student);// compile error您正在使用通用通配符。您無(wú)法執(zhí)行添加操作，因?yàn)轭愵愋筒淮_定。你不能添加/放置任何東西（null 除外）——Aniket Thakur官方文檔：通配符從不用作泛型方法調(diào)用、泛型類實(shí)例創(chuàng)建或超類型的類型參數(shù)但是為什么能list.add(student)編譯成功呢？的設(shè)計(jì)java.util.function.Functionpublic interface Function<T, R>{? ? //...? ? default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {? ? ? ? Objects.requireNonNull(before);? ? ? ? return (V v) -> apply(before.apply(v));? ? }}為什么before設(shè)計(jì)為Function<? super V, ? extends T>而不是Function<V,T>當(dāng)返回類型是Function<V,R>并且輸入類型是V？（還可以通過(guò)編譯靈活使用）

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2 回答

HUX布斯

TA貢獻(xiàn)1876條經(jīng)驗(yàn) 獲得超6個(gè)贊

要理解這些問(wèn)題，您必須了解泛型是如何工作的subtyping（在 Java 中使用關(guān)鍵字明確表示extends）。Andreas 提到了PECS規(guī)則，這是它們?cè)?Java 中的表示。

首先，我想指出上面的代碼可以通過(guò)簡(jiǎn)單的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換來(lái)糾正

ArrayList<? super Student> list = new ArrayList<>();

list.add(new Student());

ArrayList<Person> a = (ArrayList<Person>) list; // a covariance

a.add(new Person());

并且編譯和運(yùn)行良好（而不是引發(fā)任何異常）

原因很簡(jiǎn)單，當(dāng)我們有一個(gè)consumer（接受一些對(duì)象并使用它們，例如方法add）時(shí)，我們希望它接受我們指定類型no more than（超類）的對(duì)象T，因?yàn)槭褂眠^(guò)程可能需要任何成員（變量，方法等）它想要的類型，我們希望確保該類型T滿足消費(fèi)者所需的所有成員。

相反，producer為我們生成對(duì)象（如get方法）的 a 必須提供no less than指定類型的對(duì)象T，以便我們可以訪問(wèn)T生成的對(duì)象上的任何成員。

covariance這兩個(gè)與稱為和的子類型形式密切相關(guān)contravariance

至于第二個(gè)問(wèn)題，你也可以參考一下的實(shí)現(xiàn)Consumer<T>（比較簡(jiǎn)單）：

default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {

Objects.requireNonNull(after);

return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };

}

我們需要這個(gè)的原因? super T是：當(dāng)我們使用Consumer方法組合兩個(gè) s時(shí)andThen，假設(shè)前者Consumer采用 type 的對(duì)象T，我們希望后者采用 type 的對(duì)象no more than T，這樣它就不會(huì)嘗試訪問(wèn)任何T不有。

因此，我們不是簡(jiǎn)單地寫(xiě)Consumer<T> afterbut Consumer<? super T> after，而是允許前一個(gè)消費(fèi)者（類型T）與一個(gè)消費(fèi)者結(jié)合，該消費(fèi)者接受一個(gè)不完全是 type 的對(duì)象T，但可能比小T，方便covariance。這使得以下代碼聽(tīng)起來(lái)：

Consumer<Student> stu = (student) -> {};

Consumer<Person> per = (person) -> {};

stu.andThen(per);

出于同樣的考慮，compose類型方法也適用。Function

反對(duì) 回復(fù) 2023-06-14

滄海一幻覺(jué)

TA貢獻(xiàn)1824條經(jīng)驗(yàn) 獲得超5個(gè)贊

IMO 這可能是 vanilla Java 中最復(fù)雜的概念。所以讓我們把它分解一下。我將從你的第二個(gè)問(wèn)題開(kāi)始。

Function<T, R>t獲取type 的實(shí)例并返回type 的T實(shí)例。通過(guò)繼承，這意味著您可以提供if類型的實(shí)例，并類似地返回if類型。rRfooFooFoo extends TbarBarBar extends R

作為一個(gè)想要編寫(xiě)一個(gè)靈活的泛型方法的庫(kù)維護(hù)者，很難，實(shí)際上不可能提前知道所有可能與該方法一起使用的擴(kuò)展T和R. 那么我們?nèi)绾尉帉?xiě)處理它們的方法呢？此外，這些實(shí)例具有擴(kuò)展基類的類型這一事實(shí)與我們無(wú)關(guān)。

這就是通配符的用武之地。在方法調(diào)用期間，我們說(shuō)您可以使用滿足所需類范圍的任何類。對(duì)于所討論的方法，我們有兩個(gè)不同的通配符，它們使用上限和下限泛型類型參數(shù)：

public interface Function<T, R>{

default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before)

現(xiàn)在讓我們說(shuō)我們想利用這個(gè)方法......例如讓我們定義一些基本類：

class Animal{}

class Dog extends Animal{}

class Fruit{}

class Apple extends Fruit{}

class Fish{}

class Tuna extends Fish{}

想象一下我們的函數(shù)和轉(zhuǎn)換定義如下：

Function<Animal, Apple> base = ...;

Function<Fish, Animal> transformation = ...;

我們可以組合這些函數(shù)compose來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新函數(shù)：

Function<Fish, Apple> composed = base.compose(transformation);

這一切都很好，但現(xiàn)在想象一下，在所需的輸出函數(shù)中，我們實(shí)際上只想用作Tuna輸入。如果我們不使用下界作為我們傳遞給的? super V輸入類型參數(shù)，那么我們會(huì)得到一個(gè)編譯器錯(cuò)誤：Functioncompose

default <V> Function<V, R> compose(Function<V, ? extends T> before)

...

Function<Tuna, Apple> composed = base.compose(transformation);

> Incompatible types:

> Found: Function<Fish, Apple>, required: Function<Tuna, Apple>

發(fā)生這種情況是因?yàn)檎{(diào)用的返回類型compose指定V為，Tuna而transformation另一方面指定其“ V”為Fish。所以現(xiàn)在當(dāng)我們嘗試傳遞transformation給compose編譯器時(shí)需要transformation接受 aTuna作為其V當(dāng)然Tuna不完全匹配Fish。

另一方面，代碼的原始版本 ( ? super V) 允許我們將其視為V下界（即它允許“逆變”與“不變” V）。編譯器不會(huì)遇到Tuna和之間的不匹配，而是Fish能夠成功應(yīng)用? super V計(jì)算結(jié)果為的下限檢查Fish super Tuna，自以來(lái)為真Tuna extends Fish。

對(duì)于另一種情況，假設(shè)我們的調(diào)用定義為：

Function<Animal, Apple> base = ...;

Function<Fish, Dog> transformation = ...;

Function<Fish, Apple> composed = base.compose(transformation);

如果我們沒(méi)有通配符，? extends T那么我們會(huì)得到另一個(gè)錯(cuò)誤：

default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, T> before)

Function<Fish, Apple> composed = base.compose(transformation);

// error converting transformation from

// Function<Fish, Dog> to Function<Fish, Animal>

通配符允許它按照is resolved to 的? extends T方式工作，并且通配符 resolves to可以滿足約束條件。TAnimalDogDog extends Animal

對(duì)于你的第一個(gè)問(wèn)題；這些邊界實(shí)際上只在方法調(diào)用的上下文中起作用。在該方法的過(guò)程中，通配符將被解析為實(shí)際類型，就像? super V被解析為Fish和? extends T被解析為一樣Dog。如果沒(méi)有來(lái)自泛型簽名的信息，我們將無(wú)法讓編譯器知道可以在類型的方法上使用哪個(gè)類，因此不允許使用任何類。

反對(duì) 回復(fù) 2023-06-14