134. Java 泛型 - 上限通配符 (? extends T)

在 Java 泛型中，我们可以使用上限通配符 (? extends T) 来放宽对变量的限制，使方法能够适用于某个类型及其所有子类型。

让我们深入了解它的概念，并通过示例加深理解。

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1. 什么是上限通配符 (? extends T)？

在泛型中，我们可以使用 ? extends T 来表示“某个类 T 及其所有子类”。

• 其中，extends 在这里不仅表示类的继承，也可以用于接口的实现。
• 这在处理同一类层级中的不同泛型类型时非常有用。

✅ 语法

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），因为 Java 无法确定具体的子类型。

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2. 为什么使用 ? extends T？

假设我们需要编写一个方法，它能够接受 List<Integer>、List<Double> 和 List<Number>，而不需要为每个具体类型单独编写方法。

使用 ? extends T 可以让方法适用于T 及其子类，避免代码重复，增强通用性。

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3. 示例：使用 ? extends T 进行数据读取

📌 需求：编写一个方法计算 List<Number> 及其子类（如 Integer、Double）的总和。

✅ 示例 1：计算数值列表的总和

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(); // ✅ 可以安全地调用 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)); // 输出: 6.0List<Double> doubles = Arrays.asList(1.2, 2.3, 3.5);System.out.println("Sum of doubles: " + sumOfList(doubles)); // 输出: 7.0}
}

🔍 解析

• sumOfList(List<? extends Number> list) 接受 Number 及其所有子类。
• list 可以是 List<Integer>、List<Double>、List<Float> 等。
• n.doubleValue() ✅ 安全调用 Number 类的方法，因为所有 Number 的子类都继承了 doubleValue()。

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

⚠ 在 List<? extends T> 中，我们无法添加元素（除了 null），否则会导致编译错误。

❌ 错误示例

List<? extends Number> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(5);  // ❌ 编译错误
list.add(3.14); // ❌ 编译错误

🔍 为什么？

• list 可能是 List<Integer>，但 list.add(3.14) 试图添加 Double，这会破坏 List<Integer> 的类型安全性。
• Java 编译器无法确保 list 的实际类型，因此不允许添加元素，但可以安全读取元素（因为所有元素都是 Number）。

✅ 解决方案

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

如果需要向列表添加元素，就不能使用 ? extends T，而应该使用具体类型 T。

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5. 适用场景

✅ 适用于只“读取”数据的情况（Producer）。
✅ 适用于同一继承层级中的多个泛型类型（如 Number 的子类）。
✅ 适用于通用方法，使代码更具灵活性。

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6. 结论

✅ ? extends T 表示 T 及其所有子类，适用于“读取”数据的情况。
✅ 无法向 List<? extends T> 添加元素，因为 Java 无法确保其实际类型。
✅ 使用 ? extends T 可以增强代码的通用性，避免代码重复。
✅ 典型用法：计算数值列表的总和，遍历对象并调用父类方法。

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🎯 记住口诀：

• Producer Extends (? extends T) 👉 用于“读取”数据
• Consumer Super (? super T) 👉 用于“写入”数据

🚀 泛型让 Java 代码更灵活，学会 ? extends T，让你的代码更通用！