Java泛型中的协变与逆变是什么

在Java泛型中，协变（covariance）和逆变（contravariance）是用来描述泛型类型参数之间的继承关系如何影响子类型的兼容性。这两个概念主要通过通配符? extends T和? super T来实现。

协变（Covariance）

协变允许你使用一个比原始指定的派生类型更具体的类型。在Java中，协变通过? extends T来实现，这意味着类型参数是T或者是T的子类。协变主要用在返回值上，因为它保证了类型安全，即你不会得到一个不兼容的类型。

例如，假设我们有一个类层次结构：

class Animal {}
class Dog extends Animal {}

如果我们有一个方法返回Animal类型的对象，我们可以修改这个方法使其返回Dog类型的对象，因为Dog是Animal的子类。在泛型中，我们可以这样写：

public List<? extends Animal> getCovariantList() {
    // ...
}

这个方法可以返回任何Animal类型的列表，包括Dog类型的列表。但是，由于我们不知道具体的子类型是什么，我们不能向这个列表中添加任何元素（除了null），因为编译器无法确定我们要添加的元素是否与列表的实际类型兼容。

逆变（Contravariance）

逆变允许你使用一个比原始指定的派生类型更泛化的类型。在Java中，逆变通过? super T来实现，这意味着类型参数是T或者是T的父类。逆变主要用在参数类型上，因为它允许你传递一个更具体的类型给一个期望泛型参数的方法。

例如，如果我们有一个方法接受Animal类型的对象：

public void addAnimal(List<Animal> animals) {
    // ...
}

我们可以修改这个方法使其接受Object类型的列表，因为Object是所有类的父类。在泛型中，我们可以这样写：

public void addContravariantAnimal(List<? super Animal> animals) {
    // ...
}

这个方法可以接受任何Animal类型的列表，包括List<Animal>、List<Object>等。由于我们知道列表至少是Animal类型，我们可以向这个列表中添加Animal或其子类的对象。

总结

• 协变（Covariance）: ? extends T，用于输出（返回值），保证类型安全，但不能写入。
• 逆变（Contravariance）: ? super T，用于输入（参数），允许写入更具体的类型，但不保证读取时的类型安全。

Java泛型的协变和逆变规则有助于编写更加灵活和类型安全的代码。