Java泛型通配符：上界与下界，简单理解

为什么需要泛型通配符？¶

在Java泛型中，我们常常会遇到需要处理一类集合的情况：比如，一个方法可能需要同时处理List<Integer>、List<Double>、List<Number>等不同类型的集合，但又不想为每个类型单独写一个方法。这时候，泛型通配符就能派上用场了。

通配符用?表示，分为两种：上界通配符（? extends T）和下界通配符（? super T），它们能帮助我们统一处理不同子类型的泛型集合，同时保证类型安全。

一、上界通配符（? extends T）¶

什么是上界通配符？¶

上界通配符表示：集合中的元素类型是T的子类或T本身。
语法：List<? extends T> 或 List<? extends Number>（假设T是Number）。

举个例子¶

假设我们有一个类层次结构：Object是根类，Number继承Object，Integer和Double继承Number。
如果我们想写一个方法，能打印所有Number类型（及其子类）的集合元素，可以这样写：

// 打印List中所有元素
public static void printNumbers(List<? extends Number> list) {
    for (Number num : list) { // 元素一定是Number类型，安全
        System.out.println(num);
    }
}

// 调用方法
List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 2, 3);
List<Double> doubleList = Arrays.asList(1.1, 2.2, 3.3);
List<Number> numberList = Arrays.asList(10, 20.5, 30);

printNumbers(intList);   // 正确（Integer是Number子类）
printNumbers(doubleList); // 正确（Double是Number子类）
printNumbers(numberList); // 正确（Number是上界）

上界通配符的特点¶

1. 只能获取元素，不能添加元素
   因为编译器不知道集合具体是哪个子类（如List<Integer>或List<Double>），如果尝试添加元素，类型可能不匹配。
   ❌ 错误示例：list.add(new Integer(10));
   ✅ 正确：只能获取元素，返回类型是T（如Number）。

2. 返回元素类型安全
   元素一定是T或其子类，因此可以用T类型接收（如Number）。

二、下界通配符（? super T）¶

什么是下界通配符？¶

下界通配符表示：集合中的元素类型是T的父类或T本身。
语法：List<? super T> 或 List<? super Number>（假设T是Number）。

举个例子¶

假设我们想写一个方法，能往集合中添加Number类型及其子类（如Integer、Double）的元素，同时处理不同父类的集合（如List<Object>、List<Number>）：

// 往集合中添加Number类型及其子类
public static void addNumbers(List<? super Number> list) {
    list.add(new Integer(10));  // 正确（Integer是Number子类）
    list.add(new Double(20.5)); // 正确（Double是Number子类）
    list.add(new Number(30));   // 正确（Number是上界）
}

// 调用方法
List<Object> objList = new ArrayList<>();
List<Number> numList = new ArrayList<>();
List<Integer> intList = new ArrayList<>();

addNumbers(objList);   // 正确（Object是Number的父类）
addNumbers(numList);   // 正确（Number是Number的父类）
addNumbers(intList);   // 正确（Integer是Number的子类，可作为父类集合处理）

下界通配符的特点¶

1. 只能添加元素，不能获取具体类型元素
   因为集合可能是Object、Number等父类集合，元素类型不确定，只能返回Object。
   ❌ 错误示例：Number num = list.get(0);
   ✅ 正确：只能获取Object类型元素。

2. 添加元素类型安全
   可以添加T或其子类，编译器能保证类型匹配。

三、关键区别与场景总结¶

四、避坑指南¶

1. 上界通配符不能写“T”，下界通配符不能写“T”
   通配符是“不确定类型”的占位符，而T是类型参数（需明确指定类型）。例如：

   // 错误写法（上界通配符不能用T作为返回类型）
   public static <T extends Number> T getFirst(List<T> list) { ... }
   // 正确写法（用类型参数T）

2. 避免过度使用通配符
   如果方法只需要List<Integer>，直接使用List<Integer>更明确。通配符用于“未知具体类型”的场景。

五、一句话总结¶

• 上界通配符（? extends T）：处理“所有T的子类”，只读不写。
• 下界通配符（? super T）：处理“所有T的父类”，只写不读具体类型。

掌握这两个规则，就能灵活应对Java泛型中不同子类/父类集合的统一处理问题了！