引言
在Java泛型系统中，通配符?是实现类型安全与灵活性的重要工具。其中List<? extends T>和List<? super T>的差异常令开发者困惑。本文将通过理论解析、代码示例和实践场景，揭示它们的核心区别及应用场景。
一、基础概念
1.1 上界通配符（Upper Bounded Wildcard）
List<? extends T>声明了一个只读容器，表示集合元素是T或其子类：
void processNumbers(List<? extends Number> list) {Number n = list.get(0); // 安全读取// list.add(1); 编译错误！
}此列表无法写入（除null），因实际类型可能是List<Integer>或List<Double>。
1.2 下界通配符（Lower Bounded Wildcard）
List<? super T>创建了可写容器，表示集合元素是T或其父类：
void fillIntegers(List<? super Integer> list) {list.add(42); // 安全写入Object obj = list.get(0); // 需强制转型
}允许添加T类型元素，但读取时仅能获得Object类型。
二、核心差异对比
| 特性 | List<? extends T> | List<? super T> |
|---|---|---|
| 类型边界 | 元素类型<=T | 元素类型>=T |
| 数据流向 | 生产者（数据输出） | 消费者（数据输入） |
| 读取操作 | 返回具体类型T | 返回Object |
| 写入操作 | 禁止（除null） | 允许添加T及其子类 |
| 典型应用场景 | 计算结果/遍历元素 | 收集数据/回调处理 |
三、PECS原则实践
3.1 Producer-Extends
当集合作为数据生产者时使用extends：
double sum(List<? extends Number> nums) {return nums.stream().mapToDouble(Number::doubleValue).sum();
}可接受List<Integer>, List<Double>等参数。
3.2 Consumer-Super
当集合作为数据消费者时使用super：
void pushAll(List<? super Integer> dest, List<Integer> src) {dest.addAll(src); // 安全注入数据
}允许目标列表为List<Number>或List<Object>。
四、典型应用场景
4.1 集合工具类实现
观察java.util.Collections.copy()源码：
public static <T> void copy(List<? super T> dest, // 消费者List<? extends T> src // 生产者
) {for (int i=0; i<src.size(); i++)dest.set(i, src.get(i));
}该设计确保：
-
源集合安全输出元素
-
目标集合安全接收元素
4.2 回调处理模式
interface Processor<T> {void process(List<? super T> results);
}void execute(Processor<? super String> processor) {processor.process(new ArrayList<Object>());
}允许处理器处理更宽泛的结果类型。
五、常见误区解析
5.1 错误写入extends列表
List<? extends Number> nums = new ArrayList<Double>();
nums.add(1.0); // 编译错误！编译器无法确认实际类型是否匹配。
5.2 错误读取super列表
List<? super Integer> list = new ArrayList<Number>();
Integer i = list.get(0); // 需要显式转型
Object obj = list.get(0); // 安全方式六、进阶应用技巧
6.1 多重边界组合
<T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) {// 支持父类实现Comparable的情况
}允许T或其父类实现比较接口。
6.2 类型推断优化
static <T> void copy(List<? super T> dest,List<? extends T> src
) {// 更优的类型推断
}相比非通配符版本，增强API灵活性。
结语
理解extends与super通配符的本质差异，关键在于把握数据流动方向。遵循PECS原则可使代码兼具类型安全与灵活性。建议在以下场景选择：
-
需要只读访问时使用
? extends T -
需要写入操作时使用
? super T -
同时需要读写时避免使用通配符
通过合理运用这些特性，开发者可以构建出更健壮、更灵活的泛型API，有效平衡类型约束与代码复用需求。
