Java泛型：桥接方法、重载与重写及类型限制

### Java泛型：桥接方法、重载与重写及类型限制 #### 1. 桥接方法 桥接方法是编译器插入到子类中的，以确保方法的重写能够正确工作。典型的例子是`Comparable`接口的实现。以下是`CmpNode<E>`类擦除后的代码： ```java class CmpNode extends Node implements Comparable { CmpNode(Object data, CmpNode next) { super(data, next); } public int compareTo(CmpNode node2) { // (1) return this.getData().compareTo(node2.getData()); } public int compareTo(Object node2) { // (2) return this.compareTo((CmpNode)node2); // Calls the method at (1). } } ``` 编译器在`(2)`处插入了第二个`compareTo()`方法，其方法签名为`compareTo(Object)`。这是必要的，因为如果没有这个方法，该类将无法正确实现`Comparable`接口，因为接口的`compareTo()`方法将无法被正确重写。 桥接方法不能在源代码中调用，它是为了与遗留代码保持向后兼容性而提供的。有一些Java反编译器可以用来检查编译器生成的代码。 #### 2. 方法签名对重载和重写的影响 ##### 2.1 方法签名的定义 方法签名在方法的重载和重写中起着至关重要的作用。方法签名由方法名和形式参数列表组成。两个方法（或构造函数）具有相同的签名，需要满足以下两个条件： - 它们具有相同的名称。 - 它们具有相同的形式参数类型。 两个方法（或构造函数）具有相同的形式参数类型，需要满足以下两个条件： - 它们具有相同数量的形式参数和类型参数。 - 在将其中一个的形式参数替换为另一个的相应类型后，形式参数和类型参数的边界相同。 如果满足以下两个条件之一，则方法`m()`的签名是另一个方法`n()`签名的子签名： - 方法`n()`与方法`m()`具有相同的签名。 - 方法`m()`的签名与方法`n()`签名的擦除相同。 如果满足以下两个条件之一，则两个方法`m()`和`n()`的签名是重写等效的： - 方法`m()`的签名是方法`n()`签名的子签名。 - 方法`n()`的签名是方法`m()`签名的子签名。 ##### 2.2 对重载的影响 根据上述定义，如果两个方法具有相同的名称，但它们的签名不是重写等效的，则这两个方法是重载的。例如，在一个类中有以下三个泛型方法声明： ```java static <T> void merge (MyStack<T> s1, MyStack<T> s2) { /*...*/ } static <T> void merge (MyStack<T> s1, MyStack<? extends T> s2) { /*...*/ } static <T> void merge (MyStack<T> s1, MyStack<? super T> s2) { /*...*/ } ``` 擦除后，这三个方法的签名都是`merge(MyStack, MyStack)`，即这些方法的签名是重写等效的，因此这些方法不是重载的。一个类不能包含两个签名重写等效的方法，编译器会报告错误。 而以下三个方法： ```java static <T> void merge (Node<T> s1, MyStack<T> s2) { /*...*/ } static <T> void merge (MyStack<T> s1, MyStack<? extends T> s2) { /*...*/ } static <T> void merge (MyStack<T> s1, Node<? super T> s2) { /*...*/ } ``` 擦除后的签名分别为： - `merge (Node, MyStack)` - `merge (MyStack, MyStack)` - `merge (MyStack, Node)` 可以看出，没有两个签名是重写等效的，因此这三个方法是重载的。 下面是`Sup`类的声明，展示了方法签名的一些变化： ```java class Sup<T> { void doIt(boolean b) { } // (1) void doIt(boolean) void doIt(T t) { } // (2) void doIt(Object) List<StringBuilder> doIt(StringBuilder sb) { // (3) List doIt(StringBuilder) return null; } <E extends Comparable<E>> void doIt(E element) // (4) void doIt(Comparable) { } <E> E doIt(MyStack<? extends E> stack) { // (5) Object doIt(MyStack) return null; } } ``` 向`Sup`类添加以下任何方法声明都会出错，因为每个方法声明的签名都与类中已有的某个方法相同，即签名是重写等效的： ```java void doIt(Object obj) { } // (2') void doIt(Object) <E extends StringBuilder> List<E> doIt(E sb) { // (3') List doIt(StringBuilder) return null; } void doIt(Comparable<T> element) { } // (4') void doIt(Comparable) <E> E doIt(MyStack<? super E> stack) { // (5') Object doIt(MyStack) return null; } ``` ##### 2.3 对重写的影响 为了使子类型方法重写超类型方法，应满足以下条件： - 子类型方法的签名是超类型方法签名的子签名。 - 它们的返回类型应该兼容。 - 它们的`throws`子句应该兼容。 这里主要讨论方法签名对重写的影响。 ##### 2.4 `@Override`注解 可以借助编译器来确保方法声明正确地重写了继承的方法。如果方法声明前面有`@Override`注解，当该方法没有重写继承的方法时，编译器会发出错误。 以下是使用该注解的示例： ```java class CmpNode<E extends Comparable<E>> extends Node<E> implements Comparable<CmpNode<E>> { CmpNode(E data, CmpNode<E> next) { super(data, next); } @Override public boolean equals(CmpNode node2) { // (1) Compile-time error. //public boolean equals(Object node2) { // (1') Correct header. return this.compareTo(node2) == 0; } @Override public int compareTo(Object node2) { // (2) Compile-time error. //public int compareTo(CmpNode<E> node2) { // (2') Correct header return this.getData().compareTo(node2.getData()); } } ``` 编译`CmpNode`类时，会出现错误提示，因为注解的方法没有重写任何继承的方法，方法签名不是继承的任何方法签名的子签名，形式参数对于重写来说是不正确的。 ##### 2.5 非泛型子类型中的非泛型方法重写非泛型超类型中的方法 在以下示例中： ```java class SupA { public void set(Integer ref) {/*...*/} // (1) public void set(List<Integer> lis ```