在 ArrayList<List<？>> 泛型调用中键入纠删

Question

有人能解释为什么以下代码没有编译吗：

ArrayList<List<?>> arrayList = new ArrayList<List<String>>();

为什么上面的代码无效，但这一个运行良好：

ArrayList<?> items = new ArrayList<List<String>>();

Answer 1

让我们从简单的列表开始。Integer是Number的子类，因此您可以将Integer分配给Number：

Integer i = 42;
Number n = i;  // Ok

现在，让我们来一个List<Number>。难道我们不应该在那里放一个List<Integer>吗？

List<Number> numbers = new ArrayList<Integer>(); // Fails

不，它失败了。为什么？因为Java中的泛型是不变的，这意味着对于任何两个不同的类型T1和T2，List<T1>都不是List<T2>的子类型，List<T2>也不是List<T1>的子类型而与T1和T2之间的关系无关。好的，这正式解释了为什么上面的赋值无效，但这背后的逻辑是什么？

List<Number>应该能够容纳任何数字，这意味着如果我们有一个声明

List<Number> numbers;

那么我们应该能够进行number.add(Integer(42))、number.add(Double(Math.PI))和任何其他number.add(subClassOfNumber)。但是，如果上述分配

List<Number> numbers = new ArrayList<Integer>();  // ?

则numbers现在将持有该列表，该列表只能存储整数，因此numbers.add(anyNumberButInteger)将失败，这违反了List<Number>的约定。

可以创建一个列表，其中包含Number:的某个子类的实例

List<? extends Number> list = Arrays.asList(5, 6, 7, 8);  // Ok

您可以毫无问题地阅读此列表：

System.out.println(list.get(2));   // 7

然而，除了null，你不能在那里放任何东西，因为在编译时不可能知道列表元素的确切类型，因此不可能进行安全检查：

List<? extends Number> list = ThreadLocalRandom.current().nextBoolean() ? 
new ArrayList<Integer>() : 
new ArrayList<Double>();
list.add(null);      // Ok
list.add(Double.valueOf(3.1415));    //  Fails, because we don't know if Double(3.1415) is actually compatible with elements of the list

好吧，现在来看你的例子：

List<List<?>> listOfLists = new ArrayList<List<String>>();

为了使这个赋值工作，您实际上需要在左侧有一个List<? extends List<String>>，但由于Java泛型是不变的，因此唯一扩展List<String>的类型是List<String>本身，因此唯一有效的组合是

List<List<String>> listOfListsOfStrings = new ArrayList<List<String>>();

可以创建一个表示列表的变量，该列表由一些列表组成，使用原始类型：

List<? extends List> listOfLists = new ArrayList<List<String>>(); // Compiles, but loses generics. DON'T DO THIS!
List<String> listOfStrings = listOfLists.get(0);                  // Compiles, even would work as expected assuming we populated listOfLists correctly
List<Integer> listOfIntegers = listOfLists.get(0);                // Compiles, but does not work as expected (fail at runtime when accessing elements)

TLDR:唯一超级/扩展List<String>的泛型类是List<String>，因此List<some class which extends List<String>>自动表示List<List<String>>。