Java知多少（42）泛型萬用字元和型別參數的範圍

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本節先講解如何限制型別參數的範圍，再講解萬用字元(?)。型別參數的範圍在泛型中，如果不對型別參數加以限制，它就可以接受任意的資料類型，只要它是被定義過的。但是，很多時候我們只需要一部分資料類型就夠了，使用者傳遞其他資料類型可能會引起錯誤。例如，編寫一個泛型函數用於返回不同類型數組（Integer 數組、Double 數組等）中的最大值：

1 public <T> T getMax(T array[]){2     T max = null;3     for(T element : array){4         max = element.doubleValue() > max.doubleValue() ? element : max;5     }6     return max;7 }

上面的代碼會報錯，doubleValue() 是 Number 類及其子類的方法，不是所有的類都有該方法，所以我們要限制型別參數 T，讓它只能接受 Number 及其子類（Integer、Double、Character 等）。

通過 extends 關鍵字可以限制泛型的類型的上限，改進上面的代碼：

1 public <T extends Number> T getMax(T array[]){2     T max = null;3     for(T element : array){4         max = element.doubleValue() > max.doubleValue() ? element : max;5     }6     return max;7 }

<T extends Number> 表示 T 只接受 Number 及其子類，傳入其他類型的資料會報錯。這裡的限定使用關鍵字 extends，後面可以是類也可以是介面。如果是類，只能有一個；但是介面可以有多個，並以“&”分隔，例如 <T extends Interface1 & Interface2>。

這裡的 extends 關鍵字已不再是繼承的含義了，應該理解為 T 是繼承自 Number 類的類型，或者 T 是實現了 XX 介面的類型。萬用字元(?)上一節的例子中提到要定義一個泛型類來表示座標，座標可以是整數、小數或字串，請看下面的代碼：

 1 class Point<T1, T2>{ 2     T1 x; 3     T2 y; 4     public T1 getX() { 5         return x; 6     } 7     public void setX(T1 x) { 8         this.x = x; 9     }10     public T2 getY() {11         return y;12     }13     public void setY(T2 y) {14         this.y = y;15     }16 }

現在要求在類的外部定義一個 printPoint() 方法用於輸出座標，怎麼辦呢？

可以這樣來定義方法：

1 public void printPoint(Point p){2     System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());3 }

我們知道，如果在使用泛型時沒有指名具體的資料類型，就會擦除泛型型別，並向上轉型為 Object，這與不使用泛型沒什麼兩樣。上面的代碼沒有指明資料類型，相當於：

1 public void printPoint(Point<Object, Object> p){2     System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());3 }

為了避免類型擦除，可以使用萬用字元(?)：

1 public void printPoint(Point<?, ?> p){2     System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());3 }

萬用字元(?)可以表示任意的資料類型。將代碼補充完整：

 1 public class Demo { 2     public static void main(String[] args){ 3         Point<Integer, Integer> p1 = new Point<Integer, Integer>(); 4         p1.setX(10); 5         p1.setY(20); 6         printPoint(p1); 7        8         Point<String, String> p2 = new Point<String, String>(); 9         p2.setX("東京180度");10         p2.setY("北緯210度");11         printPoint(p2);12     }13    14     public static void printPoint(Point<?, ?> p){  // 使用萬用字元15         System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());16     }17 }18 class Point<T1, T2>{19     T1 x;20     T2 y;21     public T1 getX() {22         return x;23     }24     public void setX(T1 x) {25         this.x = x;26     }27     public T2 getY() {28         return y;29     }30     public void setY(T2 y) {31         this.y = y;32     }33 }

運行結果：

This point is: 10, 20
This point is: 東京180度, 北緯210度

但是，數字座標與字串座標又有區別：數字可以表示x軸或y軸的座標，字串可以表示地球經緯度。現在又要求定義兩個方法分別處理不同的座標，一個方法只能接受數字類型的座標，另一個方法只能接受字串類型的座標，怎麼辦呢？

這個問題的關鍵是要限制型別參數的範圍，請先看下面的代碼：

 1 public class Demo { 2     public static void main(String[] args){ 3         Point<Integer, Integer> p1 = new Point<Integer, Integer>(); 4         p1.setX(10); 5         p1.setY(20); 6         printNumPoint(p1); 7        8         Point<String, String> p2 = new Point<String, String>(); 9         p2.setX("東京180度");10         p2.setY("北緯210度");11         printStrPoint(p2);12     }13    14     // 藉助萬用字元限制泛型的範圍15     public static void printNumPoint(Point<? extends Number, ? extends Number> p){16         System.out.println("x: " + p.getX() + ", y: " + p.getY());17     }18    19     public static void printStrPoint(Point<? extends String, ? extends String> p){20         System.out.println("GPS: " + p.getX() + "，" + p.getY());21     }22 }23 class Point<T1, T2>{24     T1 x;25     T2 y;26     public T1 getX() {27         return x;28     }29     public void setX(T1 x) {30         this.x = x;31     }32     public T2 getY() {33         return y;34     }35     public void setY(T2 y) {36         this.y = y;37     }38 }

運行結果：

x: 10, y: 20
GPS: 東京180度，北緯210度

? extends Number 表示泛型的型別參數只能是 Number 及其子類，? extends String 也一樣，這與定義泛型類或泛型方法時限制型別參數的範圍類似。

不過，使用萬用字元(?)不但可以限制類型的上限，還可以限制下限。限制下限使用 super 關鍵字，例如 <? super Number> 表示只能接受 Number 及其父類。

注意：一般的項目中很少會去設計泛型，這裡主要是讓讀者學會如何使用，為後面的教程做鋪墊。  系列文章：

Java知多少（上）

Java知多少（39）interface介面

Java知多少（40）介面和抽象類別的區別

Java知多少（41）泛型詳解

Java知多少（42）泛型萬用字元和型別參數的範圍