为什么Java不允许向声明为<? extends User>的集合添加子类实例？

错误原因 #

你遇到的是Java泛型通配符的PECS规则限制：

• ? extends T 属于生产者通配符，只允许读取操作，不允许写入操作。该类型修饰的集合除了null之外，不能添加任何元素，因为编译器无法确定这个通配符实际匹配的是User的哪个具体子类，无法校验你添加的元素是否符合列表的实际类型要求，哪怕你添加的确实是User的子类也会被直接拒绝。
• 你尝试换成? super User属于消费者通配符，允许写入User的子类，但此时你的LinkedList<Administrator>这类列表不符合类型要求，因为Administrator是User的子类而非父类，所以初始化阶段就会报错。

解决方案 #

方案1：简化泛型声明（最推荐） #

你不需要使用通配符，直接把Map的值类型声明为LinkedList<User>即可，三个子类都是User的实现，既可以正常初始化，也可以正常写入，完全满足你按角色分组返回的需求：

HashMap<String, LinkedList<User>> signedUpUsers = new HashMap<>();
// 手动初始化各角色的用户列表
signedUpUsers.put("Administrator", new LinkedList<>());
signedUpUsers.put("Employee", new LinkedList<>());
signedUpUsers.put("Customer", new LinkedList<>());

for (String userName : userNameList) {
    userPropertyValue = usersProperties.getProperty(userName).split(",");
    String password = userPropertyValue[0].replaceAll("\\s", "");
    String role = userPropertyValue[1].replaceAll("\\s", "");
    if (role.equals("Administrator")) {
        signedUpUsers.get("Administrator").add(new Administrator(userName, password));
    } else if (role.equals("Customer")) {
        signedUpUsers.get("Customer").add(new Customer(userName, password));
    } else {
        signedUpUsers.get("Employee").add(new Employee(userName, password));
    }
}

后续遍历各角色列表时，元素默认是User类型，如果你需要调用子类特有方法，根据角色做对应类型转换即可。

方案2：严格限制每个列表仅存对应角色用户 #

如果你必须保留LinkedList<? extends User>的声明，严格保证每个角色列表只能存储对应类型的用户，可以加一个带类型校验的包装方法绕过编译器检查：

@SuppressWarnings("unchecked")
private <T extends User> void addToRoleList(LinkedList<? extends User> list, T user, Class<T> roleType) {
    LinkedList<T> typedList = (LinkedList<T>) list;
    typedList.add(user);
}

调用时对应修改写入逻辑即可：

if (role.equals("Administrator")) {
    addToRoleList(signedUpUsers.get("Administrator"), new Administrator(userName, password), Administrator.class);
} else if (role.equals("Customer")) {
    addToRoleList(signedUpUsers.get("Customer"), new Customer(userName, password), Customer.class);
} else {
    addToRoleList(signedUpUsers.get("Employee"), new Employee(userName, password), Employee.class);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gius