关于 Java 泛型方法定义的疑惑

在 https://www.v2ex.com/t/858692 里讨论了 "? super T 和 ? extends T" 的问题。我现在有一个疑惑，在设计接口的时候，应该如何正确使用泛型通配符。

借用引用该回答里的定义，有 3 个类：A1 、A2 、A3 ，A2 继承 A1 ，A3 继承 A2 ，那么有：A1>A2>A3 。如果想设计一个工具方法，接收所有继承自 A1 的元素，以及一个对元素操作的方法。理论上可以这个写：

 interface Util {
        void process(List<? extends A1> list, Function<? extends A1, Boolean> function);
    }

但是实际上使用的时候，下面代码会报错：

  Util util = (l, f) -> {
            l.forEach(e -> {
                f.apply(e); // 这里会报错
            });
        };

在报错的地方，IDE 提示如下：

Required type:
capture of ? extends A1
Provided:
capture of ? extends A1

这里该如何理解呢？

答:如果这样定义的话，就没有问题：
```java
// 定义工具类
interface Util<T extends A1> {
void process(List<T> list, Function<T, Boolean> function);
}

//使用工具类
Util<A1> util = (l, f) -> {
l.forEach(e -> {
Boolean flag = f.apply(e);
});
};
```
这样使用是没有问题的，那如果改一下需求，Util 类需要接收所有是 A3 父类的 List 和一个 List 元素操作的方法又要如何设计呢？ Java 里不允许定义 `T super A3`。
答:泛型必须有泛型参数，或者模板参数，这样才能在使用的时候将模板参数替换成实际内容。你标题里面的定义缺少了模板参数，这样定义的时候没问题，但是使用的时候因为没有传递模板参数（也无法传递）导致没法替换。换成你回复里面的定义方式，加上了模板参数，这样使用的时候 “Util<A1> util” 这就把 A1 这个参数传进去了，就能用。
答:interface Util2<T> {
void process(List<? super T> list, Function<T, Boolean> function);
}
答:1.
因为前面的 ? 和 后面的 ? 不一定是一样的类型，所以不行
换成同一个类型参数就可以了：<T> void process(List<T extends A1> list, Function<T extends A1, Boolean> function)
2. super 同上，用同一个类型参数就行。另外 super 一般约束返回，拿来约束参数有点没想好是要什么效果
答:class Scratch {
public static void main(String[] args) {
Util<A2> util = new Util<>();

List<A3> a3List= new ArrayList<>();
util.getAndProcess(a3List,a3 -> {return true;});

List<A1> a1List = new ArrayList<>();
util.supplyAndSet(a1List,A2::new );
}
}

class Util<T> {
public List<? extends T> getAndProcess(List<? extends T> list, Function<T, Boolean> function) {
list.forEach(e->function.apply(e));
return list;
}

public List<? super T> supplyAndSet(List<? super T> list, Supplier<T> supplier) {
list.add(supplier.get());
return list;
}
}


class A1 {
}

class A2 extends A1 {
}

class A3 extends A2 {
}
答:运行起来才发现怪怪的，楼主定义的 Util 是个函数式接口，但它的具体方法又继续用函数式接口，这样嵌套下来的场景，貌似我不好举例。所以就把 Util 换成工具类了。然后实际运行中，静态方法无法使用模板参数，所以 Util 又给改成对象类型的。

代码看上面，最终的效果是。A2 的工具类，可以从 A3 的 List 中做读方向处理，可以往 A1 的 List 中做写方向处理。

对于楼主 1 楼的需求，如果是这样，Util 类是个函数式接口，模板参数是“A3 的父类”，这是绝对不行的，因为这样的效果等同于方法的形参定义成了“某某或它的父类”，而这是违反面向对象基本原则的。如果是这样，Util 类是带模板参数的普通类，它的其中一个方法的参数限制为“模板参数的父类”，这是可以的，实际效果就看我上面的代码。
答:1 楼的需求，变通一下，也是可以实现的。变通后的需求是：接受一个对象，将之转换，然后将转换后的结果加入到 指定类的的父类的 list 。

interface ProcessAndSet<T>{
void processAndSet(T element, Function<T, A3> function, List<? super A3> list);
}

ProcessAndSet processAndSet = (e,f,l)->{
l.add(f.apply(e));
};
List<A1> a1List = new ArrayList<>();

这个变通需求与原始需求的区别是：原始需求中 “A3 父类的 List” 作为模板参数，要跟函数式接口一并定义，变通后，“A3 父类的 List” 是传入参数而不再是模板参数，不再一起定义，而是分开定义。
答:PECS: producer extend consumer super.

Function 改为？ super A1 即可。
详细解释可以搜 so
答:回到楼主的最初疑问上，有必要对泛型标记做一个区分。

泛型说到本质，就是模板替换。而模板替换，需要首先定义两个东西：一个是替换什么，即模板变量；一个是在哪里替换，即引用模板变量的地方。
举例来说一下：
public interface List<E> { boolean add(E e); } 左边的<E> 是模板变量，右边的那个 E 是模板变量的引用。
<T> T[] toArray(T[] a) ;（该方法同样在 List 中） 昨天的<T> 是模板变量，右边的那个 T 是模板变量的引用。

上面只是定义了模板，到了使用的时候，你还得再定义第三个东西：替换成什么。
举例：
ArrayList<String> = new ArrayList<>(); 这里就定了了将相关的 E 替换成 String 。


通配符，只能用在第二个定义，即模板变量的引用那里。模板变量，和模板要替换的值，都必须是确定的，故不能用通配符。这里有一个特殊的地方，返回值那里可以使用<?>通配符，但此时这个<?>等同于<Object>，是个假的通配符。



当上面区分好之后，再看楼主的需求。

主贴当中之所以错误，是因为没有定义模板变量。

1 楼不允许定义`T super A3`的原因，因为这是模板变量，虽然跟普通变量不一样，但也要遵循一样的原则：你只能将变量的类型限定成具体的。T 可以，这相当于 Object 类型，T extend Base 可以，相当于 Base 类型。T extend Base & SomeInterface 也可以，仍然相当于 Base 类型，只不过额外要求实现了 SomeInterface 。T super Child 不可以，因为无法确定这代表哪种类型。

3 楼的需求，想要的效果本质上是：定义一个方法，方法的参数类型是 A3 的父类。这跟泛型都没关系了，已经违反基本准则了，显然是不可实现的。