java - 为什么 StreamEx 在收集到列表时强制我将 "? extends"添加到变量类型？

Question

我注意到在标准 Java 流下面的情况下比 StreamEx 更好地“计算”变量类型。这很奇怪，因为人们喜欢 StreamEx 并在任何地方都使用它，但是代码却被“？”污染了。我想用 List<Class<?>但 StreamEx 强制我使用 List<? extends Class<?>> .有人可以解释为什么 StreamEx 以这种方式工作吗？我能以某种方式将所需的变量类型与 StreamEx 一起使用吗？

private static List<? extends Class<?>> 
fooList_StreamEx_Compiles(List<Integer> input) {
    return StreamEx.of(input)
            .map(x -> foo())
            .toList();
}

private static List<Class<?>> 
fooList_StreamEx_Error(List<Integer> input) {
    return StreamEx.of(input)
            .map(x -> foo())
// Error: incompatible types: java.util.List<java.lang.Class<capture#1 of ?>> 
// cannot be converted to java.util.List<java.lang.Class<?>>
            .toList();
}

private static List<Class<?>> fooList(List<Integer> input) {
    return input
            .stream()
            .map(x -> foo())
            .collect(Collectors.toList());
}

private static Class<?> foo() {
    return String.class;
}

我正在使用 StreamEx 0.7.0 和 Java 11

Answer 1

这不是 StreamEx问题。当您使用 collect(Collectors.toList())在 StreamEx 上, 它同样有效。问题与 toList() 有关方便的方法，标准Stream甚至不提供。 StreamEx 是一个普遍的问题不应该受到责备。

toList StreamEx 上的方法具有以下签名:

public List<T> toList()

在一个完美的世界中，创建一个用父类(super class)型参数化的列表是合法的，即

public <R super T> List<R> toList()

但是在创建 Java 的泛型时，这个语法已经被省略了。 toArray两者的方法，Collection和 Stream遭受类似的限制；它们不能将结果数组的元素类型声明为集合元素类型的父类(super class)型。但是由于检查了实际数组的存储操作，这些方法只允许任何元素类型。对于 List结果，受类型删除影响，这是不可能的。

使用 collect(Collectors.toList()) 时另一方面，由于 collect，可以创建具有父类(super class)型的列表的签名:

<R,​A> R collect​(Collector<? super T,​A,​R> collector)

允许传入 Collector使用父类(super class)型 ( ? super T ) 参数化，在大多数情况下将从目标类型推断出。

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toList 的限制声明与另一个限制相互作用，即对通配符类型的不合理处理。我不确定这个问题的原因是否在于编译器或规范，但在 map(x -> foo())步骤，通配符类型被捕获，并且这样的捕获类型将被认为与任何其他捕获的通配符类型不同，即使它来自相同的源也是如此。

当我用 javac 编译你的代码时，它说:

error: incompatible types: List<Class<CAP#1>> cannot be converted to List<Class<?>>
                    .toList();
                           ^
  where CAP#1 is a fresh type-variable:
    CAP#1 extends Object from capture of ?
1 error

CAP#1是捕获类型。所有捕获的类型都会编号，以区分它们。如前所述，它们中的每一个都被认为是一种独特的类型，彼此不同。

Class<?>是 Class<CAP#1> 的父类(super class)型, 所以它适用于 collect如上所述，它允许收集到使用该父类(super class)型参数化的列表，但不能使用 toList .

您可以使用返回类型 List<? extends Class<?>> 来解决这个问题, 表示列表的实际元素类型是 Class<?> 的子类型，但更好的选择是强制编译器不使用捕获的类型:

private static List<Class<?>> fooList_StreamEx_Solved(List<Integer> input) {
    return StreamEx.of(input)
            .<Class<?>>map(x -> foo())
            .toList();
}

如果您不完全理解在这里插入显式类型的必要性，请不要担心，我并不是说当涉及通配符类型时，Java 编译器的行为是完全可以理解的......