双重装箱通配符返回类型出现意外额外通配符的原因探究

核心原因：通配符捕获与泛型不变性 #

当你使用Codec<?>时，编译器会将这个通配符捕获为一个具体但未知的类型（标记为capture#1-of ?）。也就是说，Codec<?>在编译时等价于Codec<C>，其中C是某个确定但编译器无法知晓的类型。此时decode()方法的返回类型就变成了Box<Box<C>>，而非你预期的Box<Box<?>>。

为什么直接赋值给Box<Box<?>>会报错？ #

Java泛型默认是不变的：即使Box<C>是Box<?>的子类型，外层的Box<Box<C>>和Box<Box<?>>之间也不存在继承关系。编译器不允许这种直接赋值，因为会破坏类型安全——比如你可以通过Box<Box<?>>将Box<Integer>放入原本应该存放Box<String>的容器，取出时会触发类型转换异常。

为什么Box>可以正常接收？ #

Box<Box<C>>是Box<? extends Box<?>>的合法子类型：

• Box<C>本身是Box<?>的子类型（因为通配符?可以匹配任何类型，Box<C>可以向上转型为Box<?>）
• ? extends Box<?>表示“某个Box<?>的子类型”，而Box<C>正好符合这个条件
  因此编译器允许将Box<Box<C>>赋值给Box<? extends Box<?>>，这是利用上界通配符兼容子类型关系的合法方式。

结合代码示例拆解 #

• SimpleDecode方法：Codec<T>中的T是确定的类型参数，decode()返回Box<Box<T>>，直接赋值完全匹配，编译通过。
• ExpectedWildCardDecode方法：Codec<?>的decode()返回Box<Box<capture#1-of ?>>，它和Box<Box<?>>没有继承关系，因此触发类型不匹配错误。
• ObservedWildcardDecode方法：Box<? extends Box<?>>通过上界通配符兼容了Box<Box<capture#1-of ?>>的子类型关系，所以编译正常。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Estecka