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新JEP将简化Java类型变异

新的JEP Candidate 旨在简化处理Java中复杂的类型变异的概念。这个新的JEP Candidate可能会在Java 10中推出，提供了在定义的泛型类型中指定目标对象默认变异的方法，而不是在泛型类型实例化时通过通配符指定。这个新方案并不会代替通配符，而是减少对通配符的需求。

类型变异这个概念对于很多开发人员来说仍然比较模糊，在Java中通过不太普及的通配符来解决这个问题并没有很大帮助。因此，为了帮助我们的读者能够理解这款JEP的潜在影响力，在本文中我们将首先解释什么是类型变异，目前Java中是怎么解决它的，之后将介绍这个新方案能实现什么。

变异、协变和逆变

以下的代码属于传统的在线购物应用程序：

public class Product {
/* ... */
}

public class FrozenProduct extends Product {
    /* ... */
}

如果有个方法scan(Product product)，我们调用它传递FrozenProduct对象，调用工作没有问题，这是众所周知的多态性的一般规则。但是当参数中包含泛型时，就不能使用相同的逻辑，以下的代码将无法编译：

private void addAllProducts(List<Product> products) {
/* Check product stock */
shoppingCart.addAll(products);
}

private void freezerSection() {
    List<FrozenProduct> frozenProducts = /* select frozen products */;
    addAllProducts(frozenProducts); // ERROR: List<Product> expected
                                    //        List<FrozenProduct> found
}

当在Java中使用泛型时，并没有关于目标类型和其子类型或超类型之间兼容性的假设。换句话说，当使用泛型时，我们默认目标类型是不变的，它只接受明确的类型。

然而，在上面的例子中，我们可以看到addAllProducts方法可以处理List of Product或是其子类型。当泛型参数可以接受其目标类型或是它的任何子类型，我们就说这个类型是协变的，在Java中可以用extends表示：

private void addAllProducts(List<? extends Product> products) {
/* Check product stock */
shoppingCart.addAll(products);
}

private void freezerSection() {
    List<FrozenProduct> frozenProducts =  /* select frozen products */;
    addAllProducts(frozenProducts); // works with no problem
}

在这些例子中，接受的目标类型的变异是子类型。在一些其他例子中，目标类型的变异不是子类型，而是超类型。考虑以下的情况：

private boolean askQuestion(Predicate<String> p) {
return p.test("hello");
}

private void applyPredicate() {
    Predicate<Object> evenLength = o -> o.toString().length() % 2 == 0;
    askQuestion(evenLength); // ERROR: Predicate<String> expected
                             //        Predicate<Object> found
}

在这种情况下，我们可以看到使用string “hello”到lambda o -> o.toString().length() % 2 == 0中不会发生问题，然而，编译器不允许我们这么做。askQuestion可以处理Predicate of String或其任意超类型：我们就说这种情况下的目标类型是逆变的，在Java中可以用super表示：

private boolean askQuestion(Predicate<? super String> p) {
return p.test("hello");
}

private void applyPredicate() {
    Predicate<Object> evenLength = o -> o.toString().length() % 2 == 0;
    askQuestion(evenLength); // works with no problem
}

通配符是创建类型变异的一种非常灵活的方法，因为它允许你在不同地方对同种类型定义不同的变异。比如说，在上面的例子里我们定义addAllProducts是协变的参数，但在其他地方根据我们的需求，可以定义它为逆变或是不变的。然而缺点是必须在每个地方根据需要明确指定变异，这样会造成很多的冗余和混乱。所以新的方案应运而生。

在声明时指定默认变异

通配符的最主要的问题是它们比开发人员通常需要的还要灵活。在 Predicate<String> 的例子中，我们理论上可以创建一个方法 Predicate<? extends String> ，然而，可以用到的用例有限（可能根本没有）。在大量情况下，只有一个类型变异有意义，为了反映出这一点， JEP 300 提供了在声明泛型类型时指定默认变异的方法，而不是在实例化时指定默认变异。比如说，用了这种方案，可以使用逆变的关键字 Predicate<contravariant T> 来重写接口 Predicate<T> ，这就代表着任何时候开发人员写 Predicate<String> 都会被隐含地理解为 Predicate<? super String> 。

这个新功能的语法尚未决定，但是已经有了一些备选项：使用新的显式关键字，如 Function<contravariant T, covariant R> ，或遵循其他语言的先例，如Scala中的符号 (Function<-T, +R>) ，或是C#中的较短关键字 (Function<in T, out R>) 。在解决语法问题之前，还需要解决一些重要的技术问题，即默认变异和通配符之间的交互，默认变异对现有代码产生的影响，以及变异类型兼容性检查的实际机制。

最后值得提出的一点是，JEP 300仅会处理新的默认变异，但不会修改Java库中可用的任何类和接口。如果之后JEP 300再发展可能会考虑处理这种情况，但也只是在其他版本的JEP中执行。

查看英文原文： New JEP Would Simplify Java Type Variance

原文 http://www.infoq.com/cn/news/2017/02/java-default-type-variance

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