java - 无法从 List 转换为 List>

Question

原始列表转换为 List<?>正好。为什么原始列表的列表不能转换为 List<?> 的列表？

{   // works
    List raw = null;
    List<?> wild = raw;
}
{   // Type mismatch: cannot convert from List<List> to List<List<?>>
    List<List> raw = null;
    List<List<?>> wild = raw;
}

背景故事(缓解 the xy problem ):

我正在使用的 API 返回 List<JAXBElement> .我碰巧知道它总是List<JAXBElement<String>> .我计划循环构建自己的 List<String> ，但我在编写 List<JAXBElement> raw = api(); 时试图修复(但不抑制)原始类型编译器警告.

我试过:

List<JAXBElement<?>> raw = api();
List<JAXBElement<?>> raw = (List<JAXBElement<?>>) api();

但是这些给出了类型不匹配错误。

有趣的是，这没有给出警告或错误:

for (JAXBElement<?> e : api()) {
    // ...
}

Answer 1

// #1 (does compile)
List raw = null;
List<?> wild = raw;

// #2 (doesn't compile)
List<List> raw = null;
List<List<?>> wild = raw;

首先让我们理清为什么这些实际上是不相关的作业。也就是说，它们受不同规则的约束。

#1 称为 unchecked conversion :

There is an unchecked conversion from the raw class or interface type (§4.8) G to any parameterized type of the form G<T<sub>1</sub>,...,T<sub>n</sub>>.

具体来说，它是 assignment context 的特例仅适用于这种情况:

If, after [other possible conversions] have been applied, the resulting type is a raw type, an unchecked conversion may then be applied.

#2需要引用类型转换；然而问题在于它不是 widening conversion (这是一种在没有转换的情况下隐式允许的引用转换)。

这是为什么呢？好吧，这是由 rules of generic subtyping 专门管理的更具体地说，这个要点:

Given a generic type declaration C<F<sub>1</sub>,...,F<sub>n</sub>> (n > 0), the direct supertypes of the parameterized type C<T<sub>1</sub>,...,T<sub>n</sub>>, where T<sub>i</sub> (1 ≤ i ≤ n) is a type, are all of the following:

• C<S<sub>1</sub>,...,S<sub>n</sub>>, where S<sub>i</sub> contains T<sub>i</sub> (1 ≤ i ≤ n).

这指的是 JLS 称为 containment 的东西，要成为有效的赋值，左侧的参数必须包含右侧的参数。自 "concrete" generic types 以来，遏制在很大程度上控制了通用子类型化是invariant .

您可能熟悉以下想法:

• 一个List<Dog>不是 List<Animal>
• 但是一个List<Dog>是 List<? extends Animal> .

嗯，后者是正确的，因为 ? extends Animal 包含 Dog .

所以问题变成了“类型参数 List<?> 是否包含原始类型参数 List”？答案是否定的:虽然 List<?>是 List 的子类型，这种关系不适用于类型参数。

没有特殊规则使它成立:List<List<?>>不是 List<List> 的子类型出于基本相同的原因List<Dog>不是 List<Animal> 的子类型.

所以因为List<List>不是 List<List<?>> 的子类型, 赋值无效。同样，您不能直接执行 narrowing conversion类型转换因为List<List>不是 List<List<?>> 的父类(super class)型要么。

---

要进行分配，您仍然可以应用强制转换。有 3 种方法在我看来是合理的。

// 1. raw type
@SuppressWarnings("unchecked")
List<List<?>> list0 = (List) api();

// 2. slightly safer
@SuppressWarnings({"unchecked", "rawtypes"})
List<List<?>> list1 = (List<List<?>>) (List<? extends List>) api();

// 3. avoids a raw type warning
@SuppressWarnings("unchecked")
List<List<?>> list2 = (List<List<?>>) (List<? super List<?>>) api();

(您可以用 JAXBElement 代替内部的 List 。)

此转换的用例应该是安全的，因为 List<List<?>>是比 List<List> 更严格的类型.

• 原始类型 语句是一个扩大的转换然后是未经检查的赋值。这是可行的，因为如上所示，任何参数化类型都可以转换为其原始类型，反之亦然。

• slightly safe 语句(之所以这样命名是因为它丢失的类型信息较少)是先扩大转换再缩小转换。这通过转换为通用父类(super class)型来实现:

      List<? extends List>
          ╱         ╲
  List<List<?>>     List<List>
  

  有界通配符允许类型参数被考虑用于通过包含进行子类型化。

  事实List<? extends List>被认为是 List<List<?>> 的父类(super class)型可以用传递性证明:

  1. ? extends List包含 ? extends List<?> ，因为 List是 List<?> 的父类(super class)型.

  2. ? extends List<?>包含 List<?> .

  3. 因此? extends List包含 List<?> .

  (即 List<? extends List> :> List<? extends List<?>> :> List<List<?>> 。)

• 第三个示例的工作方式与第二个示例类似，转换为通用父类(super class)型 List<? super List<?>>。 .由于它不使用原始类型，因此我们可以减少一个警告。

---

这里的非技术总结是规范暗示List<List>之间既没有子类型也没有父类(super class)型关系。和 List<List<?>> .

尽管从 List<List> 转换而来至 List<List<?>>应该是安全的，这是不允许的。 (这是安全的，因为两者都是 List，可以存储任何类型的 List，但是 List<List<?>> 对其元素在检索后的使用方式施加了更多限制。)

不幸的是，除了原始类型很奇怪并且它们的使用存在问题之外，没有实际原因导致编译失败。