Java泛型的协变

　　在上篇《Java泛型的基本使用》这篇文章中遗留以下问题，即将子类型也能添加到父类型的泛型中，要实现这种功能必须借助于协变。

实验准备

　　现在在上篇文章展示的Decorator类型的基础上，增加一些代码，如代码清单1所示。

代码清单1

   /**
     * 
     * 描 述：Exp2使用br/>
     * 作 者：jiaan.gja<br/>
     * 历 史: (版本) 作者 时间 注释 <br/>
     * @param itemList
     */
    public void doDecorate2(List<? extends T> itemList) {
        for(int i = 0; i < itemList.size(); i++) {
            System.out.println(itemList.get(i));
        }
    }
    
    /**
     * 
     * 描 述：Exp2使用<br/>
     * 作 者：jiaan.gja<br/>
     * 历 史: (版本) 作者 时间 注释 <br/>
     * @param itemList
     * @param t
     */
    public void addDecorate2(List<? extends T> itemList, T t) {
　　　　// itemList.add(t);
    }

可以看到这跟《Java泛型的基本使用》中的doDecorate和addDecorate方法几乎一样，唯一的区别是将List<T>改为List<? extends T>，这种语法被称为协变。如果你已经在IDE里写了上面的代码，肯定发现addDecorate2中的语句itemList.add(t);已经编译报错。所以我们先将itemList.add(t);这条语句暂时注释掉，先来看看doDecorate2有没有达到我们的预期。

实验：泛型协变

　　现在我们尝试下协变的用途，即调用doDecorate2方法，如代码清单2所示。

代码清单2

/**
 * 
 * 类 名: Exp2<br/>
 * 描 述: 泛型的协变使用<br/>
 * 作 者: jiaan.gja<br/>
 * 创 建： 2015年8月20日<br/>
 *
 * 历 史: (版本) 作者 时间 注释
 */
class Exp2 {
    public static void main(String[] args) {

        Decorator<Auction> decoratorA = new Decorator<Auction>();
        List<Auction> listA = new ArrayList<Auction>();
        Auction auctionOne = new Auction("auctionOne");
        Auction auctionTwo = new Auction("auctionTwo");
        decoratorA.addDecorate2(listA, auctionOne);
        decoratorA.addDecorate2(listA, auctionTwo);
        decoratorA.doDecorate2(listA);
        
        Decorator<Table> decoratorB = new Decorator<Table>();
        List<Table> listB = new ArrayList<Table>();
        Table tableOne = new Table("tableOne", 10);
        Table tableTwo = new Table("tableTwo", 20);
        decoratorB.addDecorate2(listB, tableOne);
        decoratorB.addDecorate2(listB, tableTwo);
        decoratorB.doDecorate2(listB);
        
        Decorator<Service> decoratorC = new Decorator<Service>();
        List<Service> listC = new ArrayList<Service>();
        Service serviceOne = new Service("serviceOne", "methodOne");
        Service serviceTwo = new Service("serviceTwo", "methodTwo");
        decoratorC.addDecorate2(listC, serviceOne);
        decoratorC.addDecorate2(listC, serviceTwo);
        decoratorC.doDecorate2(listC);
        
        /*
         * 协变测试开始
         */
        decoratorA.doDecorate2(listB);
        decoratorA.doDecorate2(listC);
        
    }
}

首先，我们看到doDecorate2方法至少能达到 《Java泛型的基本使用》中的doDecorate方法的效果。由于声明了decoratorA的类型是Decorator<Auction>，那么此时实例decoratorA的doDecorate2的参数可以认为是下面这样：

List<? extends Auction> itemList

而listB的类型是ArrayList<Table>，listC的类型是ArrayList<Service>，也就是说协变允许：

List<? extends Auction> itemList = new ArrayList<Auction>();
List<? extends Auction> itemList = new ArrayList<Table>();
List<? extends Auction> itemList = new ArrayList<Service>();

这说明itemList中既可以存储Auction，也可以存储Table和Service。我们做个假设，当你想从itemList中获取Table的时候，Java编译器怀疑这实际可能是个Service，因此会有编译错误。如果想从itemList中获取Auction是没有问题的，因为无论是Table还是Service它们都可以被自动转换为父类Auction。这些推测，可以通过代码清单3验证。

代码清单3

        List<? extends Auction> itemList = listA;
        Auction a = itemList.get(0);
        Table t = itemList.get(0);
        Service s = itemList.get(0);
        itemList = listB;
        a = itemList.get(0);
        t = itemList.get(0);
        s = itemList.get(0);
        itemList = listC;
        a = itemList.get(0);
        t = itemList.get(0);
        s = itemList.get(0);

同样的道理，当你想要向itemList中添加Table时，编译器怀疑itemList实际是个ArrayList<Service>，因此是不允许的。在获取Auction时是没有问题的，那么添加Auction会不会也可以？由于itemList可能是ArrayList<Service>或者ArrayList<Table>，根据上一篇 《Java泛型的基本使用》的结论，这实际也是不可以的。可以用下列代码验证：

        Auction auctionThree = new Auction("auctionThree");
        itemList.add(auctionThree);
        Auction tableThree = new Auction("tableThree");
        itemList.add(tableThree);
        Auction serviceThree = new Auction("serviceThree");
        itemList.add(serviceThree);

因此这也说明了刚开始看到的addDecorate2中的语句itemList.add(t);为什么会编译报错。虽然如此，我们依然希望能将子类型添加到父类型声明的泛型中，这该怎么办？Java当然也考虑到这个问题，请看下一篇《Java泛型的逆变》。

总结

　　如果从泛型中获取子类，应该使用协变。