泛型方法重写规则疑惑：返回值与参数为何表现不同？

示例代码 #

import java.util.List;

public class SomeClass {
    interface SuperType {
    }

    static class SubType implements SuperType {
    }

    interface SuperTypeProcessor {
        void processSubtypesOfSupertype(List<? extends SuperType> superTypes);

        List<? extends SuperType> getSubtypesOfSupertype();
    }

    static class ConcreteSuperTypeProcessor implements SuperTypeProcessor {
        // 无法重写！编译报错
        @Override
        public void processSubtypesOfSupertype(List<SubType> superTypes) {
        }

        // 可以重写！编译通过
        @Override
        public List<SubType> getSubtypesOfSupertype() {
            return null;
        }
    }
}

核心疑问 #

原本认为List<SubType>始终是List<? extends SuperType>的子类型，但实现接口时发现：参数为List<SubType>的处理方法无法重写接口对应方法，而返回值为List<SubType>的获取方法却可以重写。

查阅Java语言规范（JLS）后，已知重写需满足：子类继承/实现父类/接口、方法签名为子签名、访问权限符合要求。子签名定义为与原方法签名相同，或与原方法签名的擦除结果相同。类型擦除会将参数化类型转为原始类型，比如List<? extends SuperType>擦除为List。

规则细节解析 #

1. 返回值的协变规则 #

Java支持协变返回类型，在泛型场景下：

• List<SubType>是List<? extends SuperType>的子类型，因为SubType实现了SuperType，通配符? extends SuperType表示任意SuperType的子类型集合。
• 两者的类型擦除结果都是List，满足子签名的要求。
• 从里氏替换原则来看：父类方法返回任意SuperType子类型的List，子类返回更具体的SubType的List，调用者用父类接口引用接收返回值时完全兼容（List<SubType>可安全赋值给List<? extends SuperType>），因此编译器允许这种重写。

2. 参数的重写限制 #

对于方法参数，重写必须满足调用兼容性（里氏替换原则）：

• 父类方法的参数是List<? extends SuperType>，意味着它可以接受任何SuperType子类型的List（比如List<AnotherSubType>，只要该类实现SuperType）。
• 子类方法如果将参数改为List<SubType>，则只能接受SubType的List，无法处理其他SuperType子类型的List。此时若用父类接口引用调用该方法，传入非SubType的List，子类方法无法处理，违反里氏替换原则。
• 虽然两者类型擦除都是List，但泛型参数的差异导致子类方法参数类型比父类更严格，不符合重写的兼容性要求，因此编译器禁止这种写法。

补充：子签名的完整规则 #

子签名的定义除了擦除匹配，还隐含参数类型的兼容性要求：对于泛型参数，子类方法的参数类型必须是父类方法参数类型的超类型（逆变）或完全匹配，才能保证调用兼容性。而List<SubType>是List<? extends SuperType>的子类型，不是超类型，因此不满足参数的重写要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Powet