为什么多态性不以相同的方式处理泛型集合和普通数组？

其原因是基于Java如何实现泛型。

数组示例

使用数组，您可以执行此操作（数组是协变的，正如其他人所解释的那样）

Integer[] myInts = {1,2,3,4};
Number[] myNumber = myInts;

但是，如果您尝试这样做，会发生什么情况？

Number[0] = 3.14; //attempt of heap pollution

最后一行编译得很好，但是如果您运行此代码，则可以获得.因为您正在尝试将双精度值放入整数数组中（无论是否通过数字引用访问）。ArrayStoreException

这意味着您可以欺骗编译器，但不能欺骗运行时类型系统。之所以如此，是因为数组就是我们所说的可重用类型。这意味着在运行时，Java知道这个数组实际上被实例化为一个整数数组，它只是碰巧通过类型的引用来访问。Number[]

所以，正如你所看到的，一件事是对象的实际类型，另一件事是你用来访问它的引用的类型，对吧？

Java 泛型的问题

现在，Java 泛型类型的问题在于编译器丢弃了类型信息，并且在运行时不可用。此过程称为类型擦除。在Java中实现这样的泛型是有充分理由的，但这是一个很长的故事，它与预先存在的代码的二进制兼容性有关。

但这里重要的一点是，由于在运行时没有类型信息，因此无法确保我们不会造成堆污染。

例如

List<Integer> myInts = new ArrayList<Integer>();
myInts.add(1);
myInts.add(2);

List<Number> myNums = myInts; //compiler error
myNums.add(3.14); //heap polution

如果 Java 编译器没有阻止您执行此操作，则运行时类型系统也无法阻止您，因为在运行时，无法确定此列表是否应仅为整数列表。Java 运行时允许您将所需的任何内容放入此列表中，而它应该只包含整数，因为在创建时，它被声明为整数列表。

因此，Java的设计者确保你不能欺骗编译器。如果你不能愚弄编译器（就像我们可以用数组做的那样），你也不能愚弄运行时类型系统。

因此，我们说泛型类型是不可重用的。

显然，这将阻碍多态性。请考虑以下示例：

static long sum(Number[] numbers) {
   long summation = 0;
   for(Number number : numbers) {
      summation += number.longValue();
   }
   return summation;
}

现在你可以这样使用它：

Integer[] myInts = {1,2,3,4,5};
Long[] myLongs = {1L, 2L, 3L, 4L, 5L};
Double[] myDoubles = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};

System.out.println(sum(myInts));
System.out.println(sum(myLongs));
System.out.println(sum(myDoubles));

但是，如果您尝试使用泛型集合实现相同的代码，则不会成功：

static long sum(List<Number> numbers) {
   long summation = 0;
   for(Number number : numbers) {
      summation += number.longValue();
   }
   return summation;
}

如果你尝试...

List<Integer> myInts = asList(1,2,3,4,5);
List<Long> myLongs = asList(1L, 2L, 3L, 4L, 5L);
List<Double> myDoubles = asList(1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0);

System.out.println(sum(myInts)); //compiler error
System.out.println(sum(myLongs)); //compiler error
System.out.println(sum(myDoubles)); //compiler error

解决方案是学习使用Java泛型的两个强大功能，称为协方差和逆变。

协方差

使用协方差，您可以从结构中读取项，但不能将任何内容写入其中。所有这些都是有效的声明。

List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Integer>();
List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Float>()
List<? extends Number> myNums = new ArrayList<Double>()

您可以从中读取：myNums

Number n = myNums.get(0); 

因为您可以确定实际列表包含的任何内容都可以将其转换为数字（毕竟扩展Number的任何内容都是数字，对吧？

但是，不允许将任何内容放入协变结构中。

myNumst.add(45L); //compiler error

这是不允许的，因为Java不能保证泛型结构中对象的实际类型是什么。它可以是扩展 Number 的任何内容，但编译器无法确定。所以你可以读，但不能写。

逆方差

使用逆变，你可以做相反的事情。你可以把东西放到一个通用结构中，但你不能从中读出来。

List<Object> myObjs = new List<Object();
myObjs.add("Luke");
myObjs.add("Obi-wan");

List<? super Number> myNums = myObjs;
myNums.add(10);
myNums.add(3.14);

在这种情况下，对象的实际性质是对象列表，并且通过逆变，您可以将数字放入其中，基本上是因为所有数字都将对象作为其共同祖先。因此，所有数字都是对象，因此这是有效的。

但是，假设您将获得一个数字，则无法安全地从此逆变结构中读取任何内容。

Number myNum = myNums.get(0); //compiler-error

如您所见，如果编译器允许您编写此行，您将在运行时获得一个 ClassCastException。

获取/放置原则

因此，当您只打算从结构中取出泛型值时，请使用协方差;当您只打算将泛型值放入结构中时，请使用逆变;当您打算同时执行这两项操作时，请使用确切的泛型类型。

我拥有的最好的例子是以下将任何类型的数字从一个列表复制到另一个列表中。它只从源头获取物品，只把物品放在命运中。

public static void copy(List<? extends Number> source, List<? super Number> destiny) {
    for(Number number : source) {
        destiny.add(number);
    }
}

由于协方差和逆变的幂，这适用于以下情况：

List<Integer> myInts = asList(1,2,3,4);
List<Double> myDoubles = asList(3.14, 6.28);
List<Object> myObjs = new ArrayList<Object>();

copy(myInts, myObjs);
copy(myDoubles, myObjs);

数组在两个重要方面与泛型类型不同。首先，数组是协变的。这个听起来很可怕的词只是意味着，如果 Sub 是 Super 的子类型，那么数组类型 Sub[] 就是 Super[] 的子类型。相比之下，泛型是不变的：对于任何两个不同的类型 Type1 和 Type2，List<Type1> 既不是 List<Type2> 的子类型也不是超类型。

[..]数组和泛型之间的第二个主要区别是数组被重新化 [JLS， 4.7]。这意味着数组在运行时知道并强制实施其元素类型。

[..]相比之下，泛型是通过擦除实现的[JLS，4.6]。这意味着它们仅在编译时强制实施其类型约束，并在运行时丢弃（或删除）其元素类型信息。擦除允许泛型类型与不使用泛型的旧代码自由互操作（项目 23）。由于这些根本差异，数组和泛型不能很好地混合。例如，创建泛型类型、参数化类型或类型参数的数组是非法的。这些数组创建表达式都不合法：新的 List<E>[]、新的 List<String>[]、新的 E[]。所有这些都将导致编译时的泛型数组创建错误。[..]

Prentice Hall - Effective Java 2nd Edition