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Java中的方差

WBOY
发布: 2023-09-01 13:05:06
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Java中的方差

Java 凭借其强大的面向对象编程功能,为程序员提供了多种机制来开发灵活高效的代码。其中一个经常被忽视但却至关重要的概念是方差。了解方差对于掌握 Java 至关重要,尤其是在使用泛型和集合时。本文深入探讨了 Java 中的方差,涵盖其类型(协方差、逆变和不变)及其实际应用。

理解方差

方差是指更复杂类型之间的子类型与其组件之间的子类型之间的关系。简单来说,它决定了当这些类用作类型参数时如何保留类的类型层次结构。在处理泛型时,变体变得特别重要,它提供了一个框架来确保类型安全,同时允许赋值具有一定程度的灵活性。

方差可以分为三种主要类型:

  • 协方差如果 ClassB 是 ClassA 的子类,则 Collection 可以被视为 Collection 的子类。

  • 逆变 - 如果 ClassB 是 ClassA 的子类,则 Collection 可以被视为 Collection 的子类。 p>

  • 不变性 - Collection 和 Collection 没有子类型关系,无论 ClassA 和 ClassB 之间的关系如何。

让我们更深入地研究每个概念。

Java 中的协方差

在 Java 中,协变是通过使用通配符和 extends 子句来实现的。让我们考虑一个例子 -

List<Animal> animals = new ArrayList<>();
<List<super Cat>cats=animals;
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在这种情况下,您可以将 Cat 对象或其任何实例添加到 cats,但您无法从 cats 读取并将结果视为 Cat,因为它可能包含 Cat 的任何超类型,包括 Animal 或 Object。因此,您可以写入 cats,但无法以类型安全的方式读取它

Java 中的不变性

不变性是 Java 中的默认行为,意味着 Collection 和 Collection 之间不存在子类型关系,无论 ClassA 和 ClassB 之间的关系如何。这可能看起来有限制,但它对于类型安全至关重要。在 Java 中,List 不是 List 的子类型,尽管 String 是 Object 的子类型。这是因为 Java 集合是可变的,允许这种关系会导致运行时类型错误。

List<String> strings = new ArrayList<>();
// Compile error: Incompatible types
List<Object> objects = strings;
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在上面的示例中,尽管 String 是 Object 的子类型,但 List 不是 List 的子类型,因此会出现编译错误。

此功能最初可能看起来是一种限制,但它是 Java 类型系统的一个重要方面,可确保不执行不安全的操作。如果 List 是 List 的子类型,则可以将不是字符串的对象添加到 List 中,从而在运行时导致 ClassCastException。

List<String> strings = new ArrayList<>();
// If this were allowed...
List<Object> objects = strings;
// ...this would put a non-String into a List<String>
objects.add(new Object());
String str= strings.get(0); // ClassCastException
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此示例说明了为什么保持类型安全的不变性至关重要。

有界类型参数和方差

协变和逆变最常用于有界类型参数。有界类型参数是一种指示类型参数必须是某种类型的子类型(extends 关键字)或超类型(super 关键字)的方法。这允许灵活地决定可以将哪些类型传递给方法,同时仍然保持类型安全。

例如,您可能有一个对 Number 及其所有子类的列表进行操作的方法 -

public <T extends Number> void processNumbers(List<T> numbers) { /* ... */ }
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在此方法中,T 是有界类型参数,必须是 Number 或 Number 的子类型。这允许该方法对 List、List、List 等进行操作,展示协方差

结论

总之,了解 Java 中的方差对于有效使用泛型和集合至关重要。它允许灵活的代码,同时确保类型安全。

协变,使用extends关键字,允许子类代替超类,从而实现更通用的对象处理。另一方面,逆变允许超类替代子类,从而能够在更具体的对象上执行更广泛的操作。

不变性通过确保不同类型的集合(即使通过继承相关)保持其唯一性并防止运行时类型错误,从而保持类型安全。

对象>字符串>对象>字符串>

以上是Java中的方差的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

来源:tutorialspoint.com
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