泛型类构造函数构建带边界泛型类实例的类型推断错误

问题现象 #

当泛型类的类型参数带有E extends Comparable<? super E>这类自反边界时，使用菱形运算符<>让编译器自动推断类型会失败，而显式指定类型参数则正常。以下是复现代码：

import java.util.Comparator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class InferTypeArgApp {
    static class ACollection<E extends Comparable<? super E>> {
    // static class ACollection<E> {  // <-- 若E无边界，BCollection可正常使用<>
        private Set<E> mySet;

        ACollection(Comparator<? super E> comparator) {
            mySet = new TreeSet<>(comparator);
        }
    }

    static class BCollection<E extends Comparable<? super E>> {
        private ACollection<E> myACollection;

        BCollection(Comparator<? super E> comparator) {
            myACollection = new ACollection<>(comparator);
            //              ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ <-- 无法推断类型参数
            // myACollection = new ACollection<E>(comparator);  // <-- 显式指定则正常
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ACollection<Integer> col = new ACollection<>(null); // <-- 此处可正常推断
    }
}

编译时会抛出如下错误：

$ /usr/local/java/jdk/bin/javac -Xdiags:verbose InferTypeArgApp.java
InferTypeArgApp.java:20: error: cannot infer type arguments for ACollection<>
            myACollection = new ACollection<>(comparator);
                            ^
  reason: cannot infer type-variable(s) E#1
    (argument mismatch; Comparator<CAP#1> cannot be converted to Comparator<? super E#3>)
  where E#1,E#2,E#3 are type-variables:
    E#1 extends Comparable<? super E#1> declared in class ACollection
    E#2 extends Comparable<? super E#2> declared in class BCollection
    E#3 extends CAP#1,Comparable<? super E#3>
  where CAP#1 is a fresh type-variable:
    CAP#1 extends Object super: E#2 from capture of ? super E#2
1 error

原因解析 #

1. 通配符捕获的影响：BCollection构造方法的参数是Comparator<? super E>，编译器会对这个通配符进行捕获转换，生成一个新的类型变量CAP#1，它代表? super E的具体类型（即E的某个超类）。
2. 类型推断的约束冲突：当编译器尝试推断ACollection<>的类型参数时，需要同时满足两个条件：
   • 推断出的类型必须符合ACollection的泛型边界：E#1 extends Comparable<? super E#1>；
   • 传入的Comparator<CAP#1>必须能适配ACollection构造器的参数Comparator<? super E#1>，也就是CAP#1必须是E#1的超类。
3. 边界的不可传递性：虽然BCollection的E满足E extends Comparable<? super E>，但它的超类CAP#1并不一定满足这个约束。比如假设E是Integer，CAP#1可能是Number，而Number并没有实现Comparable<? super Number>（Integer仅实现了Comparable<Integer>）。编译器无法保证CAP#1符合ACollection的泛型边界，因此无法推导出合法的E#1。
4. 显式指定类型的作用：当我们显式写new ACollection<E>(comparator)时，直接强制类型参数为BCollection的E，而E本身已经满足Comparable<? super E>的边界，同时Comparator<? super E>也正好匹配ACollection构造器的参数要求，因此不会报错。
5. 无边界时的推断逻辑：如果ACollection没有泛型边界，编译器不需要验证类型参数的Comparable约束，只需要匹配参数的兼容性，因此可以成功推断类型。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nhtrnm