面试题：Java泛型通配符复杂应用

Question

假设有一个方法printList，该方法需要接受一个包含数字（Number及其子类）的列表，并打印出列表中的元素。请使用Java泛型的通配符来实现这个方法，并说明为什么要这样使用通配符，同时解释`? extends Number`和`? super Number`的区别及适用场景。

Answer 1

实现printList方法

import java.util.List;

public class GenericExample {
    public static void printList(List<? extends Number> list) {
        for (Number num : list) {
            System.out.println(num);
        }
    }
}

为什么使用通配符

使用? extends Number通配符，意味着这个列表可以包含Number及其任何子类的元素。这样可以保证在方法内部安全地读取列表中的元素，因为我们知道这些元素都是Number类型或其子类，从而可以执行Number类定义的操作（如print）。

? extends Number 和 ? super Number 的区别及适用场景

1. ? extends Number
   • 含义：表示类型是Number的子类（包括Number自身）。
   • 适用场景：适用于方法主要是从列表中读取数据的场景。例如上述printList方法，它只需要读取列表中的元素并打印，不关心具体是Number的哪个子类，只要是Number及其子类即可。在这种情况下使用? extends Number，可以接受任何包含Number子类元素的列表，增加了方法的通用性。
2. ? super Number
   • 含义：表示类型是Number的超类（包括Number自身）。
   • 适用场景：适用于方法主要是向列表中写入数据的场景。例如，如果有一个方法需要将Number及其子类的对象添加到列表中，使用? super Number可以确保列表的类型能够接受这些对象。例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class GenericExample {
    public static void addNumber(List<? super Number> list, Number num) {
        list.add(num);
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Object> objectList = new ArrayList<>();
        addNumber(objectList, 10); // 10是Integer，是Number的子类
    }
}

在上述addNumber方法中，使用? super Number确保了无论列表实际的类型是什么（只要是Number的超类），都可以安全地将Number及其子类的对象添加到列表中。如果使用? extends Number，由于编译器只知道列表元素是Number的子类，但具体是哪个子类不确定，所以不允许向列表中写入（除了null），因为可能会违反类型安全。