Java泛型中的通配符：神秘的问号“?”

在Java的世界里，泛型就像一座神秘的桥梁，它连接了类型安全和灵活性。而在这座桥上，有一个标志性的符号——通配符“?”，它像是这座桥上的守门人，控制着不同类型的数据能否通行自如。今天，我们就来揭开这个问号的神秘面纱，看看它是如何在Java泛型中发挥作用的。

什么是通配符？

首先，让我们来明确一下概念。在Java泛型中，通配符“?”是一种特殊的占位符，它可以代表任意类型。它的主要作用是在某些情况下，当具体类型无法确定或者不想指定具体类型时，使用通配符作为占位符来表示未知类型。

举个简单的例子：

List unknownList = new ArrayList<>();

在这个例子中，“?”表示unknownList可以存放任何类型的对象，但一旦我们创建了这个List，就不能往里面添加任何东西（除了null）。这是因为我们不知道具体是什么类型，所以无法保证类型安全。

三种常见的通配符

Java中的通配符主要有三种形式，它们各自有不同的用途和特点。接下来我们将逐一探讨它们的特点和应用场景。

1. 上界通配符（Upper Bounded Wildcards）

上界通配符的形式是，其中T是一个已知的类或接口。这种通配符表示“某种类型的上界是T”，也就是说，它可以接受T及其子类的对象。

例如，假设我们有一个类结构如下：

class Animal {}
class Dog extends Animal {}
class Cat extends Animal {}

我们可以使用上界通配符来编写一个方法，该方法可以处理任何继承自Animal类的对象：

void printAnimals(List animals) {
    for (Animal animal : animals) {
        System.out.println(animal);
    }
}

在这个方法中，我们可以传入List或List，因为Dog和Cat都继承自Animal。

2. 下界通配符（Lower Bounded Wildcards）

下界通配符的形式是，它表示“某种类型的下界是T”，也就是说，它可以接受T及其父类的对象。

继续我们的动物例子，假设我们需要一个方法来向列表中添加Dog对象，我们可以使用下界通配符来实现：

void addDogs(List dogs) {
    dogs.add(new Dog());
    // dogs.add(new Animal()); // 错误：Animal不是Dog的父类
}

在这个例子中，我们可以传入List，因为Animal是Dog的父类。

3. 无界通配符（Unbounded Wildcards）

无界通配符的形式是，它表示“某种类型的上界和下界都是Object”，也就是说，它可以接受任何类型的对象。

我们可以使用无界通配符来编写一个方法，该方法可以处理任何类型的List：

void processList(List list) {
    for (Object element : list) {
        System.out.println(element);
    }
}

在这个例子中，我们可以传入任何类型的List，比如List或List。

通配符的限制

虽然通配符提供了很大的灵活性，但它也有一些限制。例如，当我们使用时，我们不能向集合中添加任何非null元素，因为我们不知道具体是什么类型。同样地，当我们使用时，我们只能添加T或其子类的实例。

总结

Java泛型中的通配符“?”就像是桥梁上的守门人，它帮助我们在不知道具体类型的情况下，仍然能够进行类型安全的操作。通过上界通配符、下界通配符和无界通配符，我们可以灵活地处理各种类型的数据，从而写出更加通用和优雅的代码。

记住，使用通配符时一定要小心谨慎，避免因为类型安全问题而导致程序崩溃。希望这篇文章能帮助你在Java泛型的道路上走得更远！