PECS（Producer Extends, Consumer Super）是Java泛型編程(cheng)中的一(yi)個(ge)重要原則，用(yong)于(yu)指導如何(he)使用(yong)通(tong)配符以增強代碼的靈活(huo)性(xing)和可重用(yong)性(xing)。PECS原則可以分為(wei)兩個(ge)部分：

1. Producer Extends：

   • 當你需要從某個集合中讀取數據時，應該使用? extends T。這表示該集合可以是T或其子類的類型。
   • 適用于生產者（提供數據）的場景。

2. Consumer Super：

   • 當你需要向某個集合中寫入數據時，應該使用? super T。這表示該集合可以是T或其父類的類型。
   • 適用于消費者（接收數據）的場景。

遵循PECS原則的好處

• 類型安全：使用PECS原則可以確保在編譯時進行類型檢查，從而減少運行時錯誤。
• 代碼靈活性：允許更廣泛的類型使用，使得代碼更加靈活和可重用。
• 簡化復雜性：通過明確區分生產者和消費者的行為，可以使代碼的意圖更加清晰。

Java示例

java.util.Collections.copy方法使用了pecs原則

下(xia)面是一個示例，展示如何遵循PECS原則。我們將創(chuang)建(jian)一個簡(jian)單的(de)類來演示生產(chan)者(zhe)和(he)消費者(zhe)的(de)使用。

示例代碼

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 定義一個動物類及其子類
class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Some sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

// 使用PECS原則的生產者方法
public class PECSExample {

    // 生產者方法：接受一個包含Animal或其子類的列表
    public static void printSounds(List<? extends Animal> animals) {
        for (Animal animal : animals) {
            animal.makeSound(); // 調用每個動物的發聲方法
        }
    }

    // 消費者方法：接受一個包含Animal或其父類的列表
    public static void addDog(List<? super Dog> dogs) {
        dogs.add(new Dog()); // 可以添加Dog對象
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Dog> dogList = new ArrayList<>();
        dogList.add(new Dog());

        List<Cat> catList = new ArrayList<>();
        catList.add(new Cat());

        // 使用生產者方法
        System.out.println("Animal Sounds:");
        printSounds(dogList); // 輸出：Woof
        printSounds(catList);  // 輸出：Meow

        // 使用消費者方法
        List<Animal> animalList = new ArrayList<>();
        addDog(animalList); // 添加Dog到Animal列表
        for (Animal animal : animalList) {
            animal.makeSound(); // 輸出：Woof
        }
    }
}

代碼分析

1. 動物類：

   • Animal是一個基類，Dog和Cat是其子類，分別實現了makeSound()方法。

2. 生產者方法：

   • printSounds(List<? extends Animal> animals)方法接受一個Animal或其子類的列表，并打印每個動物的聲音。

3. 消費者方法：

   • addDog(List<? super Dog> dogs)方法接受一個Dog或其父類的列表，并向其中添加Dog對象。

4. 主方法：

   • 創建Dog和Cat的列表，并調用生產者方法打印它們的聲音。
   • 創建一個Animal類型的列表并使用消費者方法添加Dog對象。

SOLID中的里氏替換原則

// 入參是RedDog或者是它的父類
int sumInt(List<? super RedDog> list) {
		list.add(new RedDog("d1", true));
		list.forEach(o -> {
			((RedDog) o).makeSound();// 直接使用RedDog對象，符合里氏替換的原則，子類可以替換父類
		});
		return 0;
}

// 方法內部為父類集合賦值，在外面使用時，暴露出父類（子類公共字段和方法）來訪問
List<? extends Dog> getDogs() {
		List<Dog> list = new ArrayList<>(); // 返回的集合中，有多種Dog的子類，在調用方使用時，是以dog的方式對外暴露的
		list.add(new RedDog("d1", true));
		list.add(new RedDog("d2", true));
		list.add(new BlackDog("black1", false));
		return list;
	}

總結

通過遵循PECS原(yuan)則，我們能(neng)夠更好(hao)地(di)管理泛型類型的使用，提高代碼的靈活性和(he)可讀性，同時保(bao)持(chi)類型安全(quan)。這種方式使得開發者在處理復雜數據結構時能(neng)夠更有效(xiao)地(di)組織代碼。

參考：