为什么StreamEx强迫我在收集到列表时将“扩展”添加到变量类型？

Question

我注意到，在低于标准Java流的情况下，“计算”变量类型比StreamEx更好。这很奇怪，因为人们喜欢StreamEx，在任何地方都使用它，但是代码却被"?“污染了。我想使用List<Class<?>，但StreamEx强迫我使用List<? extends Class<?>>。有人能解释一下为什么StreamEx是这样工作的吗？我可以在StreamEx中使用所需的变量类型吗？

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;
}

我使用的是StreamEx 0.7.0和Java11

Answer 1

这不是StreamEx问题。当您在collect(Collectors.toList())上使用StreamEx时，它同样工作得很好。这个问题与toList()便利方法有关，标准Stream甚至没有提供这种方法。这是一个不能归咎于StreamEx的普遍问题。

toList方法在StreamEx上具有以下签名：

public List<T> toList()

在完美的世界中，用超级类型创建参数化的列表是合法的，例如

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

但是，在创建Java的泛型时，忽略了这个语法。toArray方法、Collection方法和Stream方法都有类似的限制；它们不能将结果数组的元素类型声明为集合元素类型的超级类型。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，在类型擦除的前提下，这是不可能的。

另一方面，当使用collect(Collectors.toList())时，由于collect的签名，可以创建一个超级类型的列表：

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

它允许传递具有超级类型( Collector )的参数化的? super T，在大多数情况下，超级类型将从目标类型推断。

toList声明的此限制与另一个限制交互，即不合理地处理通配符类型。我不确定导致这个问题的原因是编译器还是规范，但是在map(x -> foo())步骤中，通配符类型被捕获，并且这种捕获类型将被认为不同于任何其他捕获的通配符类型，即使它来自同一个源。

当我用javac编译您的代码时，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是捕获的类型。所有捕获的类型都会被编号，以区分它们。如前所述，它们中的每一种都被认为是一种不同的类型，与每一种不同。

Class<?>是Class<CAP#1>的超级类型，因此它与collect一起工作，它允许收集参数化的列表，如上面所述，而不是toList。

您可以通过使用返回类型List<? extends Class<?>>来修复这个问题，以表示列表的实际元素类型是Class<?>的一个子类型，但更好的选择是强制编译器不要使用捕获的类型：

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，我并不是说在涉及…的通配符类型时，Java编译器的行为是可理解的。