Java 二级参数化类型推断

Question

我有一些代码 return 是通配符参数化类型。我试图将其传递给参数化方法，但出现编译器错误。有人可以向我解释为什么类型不匹配，解决这个问题的最佳方法是什么？

static <L extends List<T>,T extends Number>
void useList(List<L> list) {}

public static void main(String[] args) {
    List<List<? extends Number>> list = null;
    useList(list);
}

编译错误：

demo/GenericsHell.java:75: error: method useList in class GenericsHell cannot be applied to given types;
        useList(list);
        ^
  required: List<L>
  found: List<List<? extends Number>>
  reason: inference variable L has incompatible bounds
    equality constraints: List<? extends Number>
    upper bounds: List<CAP#1>
  where L,T are type-variables:
    L extends List<T> declared in method <L,T>useList(List<L>)
    T extends Number declared in method <L,T>useList(List<L>)
  where CAP#1 is a fresh type-variable:
    CAP#1 extends Number from capture of ? extends Number
1 error

在我的真实代码中，list 是由一个复杂的方法生成的，该方法可以 return 多种类型的 "List"（实际上是自定义泛型 class）。是否有另一种方法来参数化 useList 函数，使其以类型安全的方式接受它？

编辑 1

我正在尝试将一大段代码缩减为一个简洁、连贯的问题。从答案中我可以看出，上面的代码过度简化了我遇到的确切问题。我将尝试用一个更复杂的例子来重申，同时更好地指定我的约束。

首先，我实际上并没有使用 List，而是更复杂的 class 和双重参数化。我想不出有任何标准 class 可以做到这一点，所以我将定义一个用于示例：

static class NumberLists<L extends List<T>,T extends Number> extends ArrayList<L> {}

我会避免重复使用一个类型不止一次，这样更容易保持层次清晰。 useList() 方法确实需要双重参数化，因为它在内部使用了两种类型：

static <L extends List<T>,T extends Number>
Set<NumberLists<L,T>> useList(L list) {
    NumberLists<L,T> nl = new NumberLists<L, T>();
    nl.add(list);
    return Collections.singleton(nl);
}

只要你有一个具体的框架，这个框架就很好用 class:

    // Everything works with a concrete class
    List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();

    // Use with parametric functions
    Set<NumberLists<List<Integer>,Integer>> concreteSet = useList(intList);
    // Access & use elements
    NumberLists<List<Integer>,Integer> concreteNL = concreteSet.iterator().next();
    concreteNL.add(intList);

问题是我有一个可以是几种不同类型的输入列表：

static List<? extends Number> makeList() {
    if(Math.random()<.5) {
        return new ArrayList<Integer>();
    } else {
        return new ArrayList<Double>();
    }
}

List<? extends Number> numList = makeList();

这打破了上面可能存在的许多模式。

    // What is the type here? This is obviously an error
    Set<NumberLists<? extends List<? extends Number>>,? extends Number> paramSet = useList(numList);
    // Type should ideally be compatible with numList still
    NumberLists<?,?> paraNL1 = paramSet.iterator().next();
    // Captures don't match
    paraNL1.add(numList);

所以问题是我无法在编译时知道numList的具体class。而且感觉我没有做任何实际上类型不安全的事情，因为我知道 numList 的类型必须与 return 由 useList 等编辑的类型相匹配。

我确实可以控制大部分代码的类型签名。但是，我更喜欢以下内容：

它应该以类型安全的方式与具体的 classes（例如 intList）
它还将接收其类型直到运行时才能具体知道的输入
如果执行转换或其他未经检查的操作，它们应该发生在输入的构造附近。应检查以下操作。

有关完整（但未编译）的 java 文件，请参阅 https://gist.github.com/sbliven/f7babb729e0b1bee8d2dabe5ee979431. For the reason I'm interested in this question, see https://github.com/biojava/biojava/issues/354。

Answer 1

问题在于编译器想要将具体类型分配给 T。在你的声明中，T 需要根据 list 的声明变成 ? extends Number，这不是具体的。

您可以将 useList 更改为以下声明之一，编译器会很高兴：

static <L extends List<? extends Number>> void useList(List<L> list) {
}

（没有T，没问题）或

static <L extends List<? extends T>, T extends Number> void useList(List<L> list) {
}

（这里的T会变成Number）。

如果您可以在变量声明中替换 ? extends Number，一切都会好起来的：

public static <T extends Number> void main(String[] args) {
    List<List<T>> list = null;
    useList(list);
}

Answer 2

对于第一个编译问题，您的问题来自于您尝试将其分配给某个类型不匹配的变量。

最简单的方法是从 useList() 调用开始，以确保此简单代码可以编译：

List<? extends Number> numList = makeList();
useList(numList);

如果你检查这段代码，它已经编译了。

现在请 IDE 将结果分配给局部变量。 IDE 将为您计算表达式的类型以声明变量，并且 voilà:

Set<? extends NumberLists<? extends List<? extends Number>, ? extends Number>> paramSet =
    useList(numList);

（如果可能，去掉 NumbersList 上的 L 类型，这会简化很多事情）

对于 paraNL1.add(numList); 调用，由于通配符，它无法工作：编译器无法检查 paraNL1 是否接受您的未知类型的列表。

即使您按照相同的过程修复声明：

NumberLists<? extends List<? extends Number>, ? extends Number> paraNL1 =
    paramSet.iterator().next();

paraNL1.add(numList); // will still not compile

你看到你正在尝试使用paraNL1作为消费者（它消耗numList），并且PECS告诉你必须用super声明它让它工作。

的确，编译器知道你的 NumberLists 一定存在某种类型 L extends List<? extends Number>，但它不知道，也没有办法检查它是否与 [=21] 的类型匹配=].例如 L 可以是 LinkedList<Float> 而 numList 可以是 ArrayList<Integer>.

编辑：要使其正常工作，您可以像这样使用：

private static <T extends Number, L extends List<T>> void helper(L numList) {
    Set<NumberLists<L, T>> paramSet = useList(numList);
    NumberLists<L, T> paraNL1 = paramSet.iterator().next();
    paraNL1.add(numList);
}

（这甚至允许您去掉 Set 声明中的 ? extends NumerLists）

并用

调用它

List<? extends Number> numList = makeList();
helper(numList);

Java 二级参数化类型推断

Java two-level parameterized type inference

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