Joker (Java)

Der Joker (oder Wildcard) ? ist in Java ein spezieller aktueller Typparameter für die Instanziierung generischer (parametrisierter) Typen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Regeln für seine Verwendung zusammengefasst.

Kovarianz für generische Typen

Im Gegensatz zu Arrays (die in Java kovariant sind) sind unterschiedliche Instanziierungen eines generischen Typs untereinander nicht (auch nicht explizit) kompatibel: Nach den Vereinbarungen Generisch<Obertyp> oberGenerisch; Generisch<Untertyp> unterGenerisch; meldet der Compiler bei beiden Konvertierungen (castings) (Generisch<Untertyp>)oberGenerisch und (Generisch<Obertyp>)unterGenerisch einen Fehler.

Diese Inkompatibilität kann mit dem Joker aufgeweicht werden, wenn ? für einen aktuellen Typparameter eingesetzt wird: Generisch<?> ist der abstrakter Obertyp aller Instanziierungen des generischen Typs. Das heißt, von diesem Typ können nur Referenzen, keine Objekte gebildet werden. Der Sinn einer solcher Referenz ist, dass zu ihr beliebige Instanziierungen von Generisch passen.

Joker als Parametertyp

Im Rumpf der generischen Einheit wird der Typparameter wie die obere Schranke (wenn uneingeschränkt, dann wie Object) gehandhabt. Wenn der Ergebnistyp (return type) einer Funktion der Typparameter ist, kann das Ergebnis (z.B. vom Typ ?) in eine Referenz vom Typ der Schranke (Object, wenn keine Schranke) übernommen werden. In die andere Richtung, zum Joker-Typ passt kein anderer Typ, nicht einmal Object: Wenn ? für den Typ des formalen Parameters einer Methode eingesetzt wurde, können ihr keine aktuellen Parameter übergeben werden. Sie kann dann nur nach Konvertierung (casting) der Joker-Referenz aufgerufen werden:

class Generisch<T extends Schranke> {
 private T t;
 void schreiben(T t) { this.t = t; }
 T lesen() { return t; } }
...
Generisch<?> jokerReferenz;
Schranke o = jokerReferenz.lesen(); // Object wäre auch OK
jokerReferenz.schreiben(new Object()); // Typfehler
((Generisch<Schranke>)jokerReferenz).schreiben(new Schranke()); // OK

Einschränkung des Jokers

Nicht nur der formale Typparameter, auch der Joker kann (weiter) von oben eingeschränkt werden, wenn man nicht beliebige Instanziierungen kompatibel halten möchte:

Generisch<? extends UntertypVonSchranke> vonObenEingeschränkteReferenz;

In diese Referenz kann nun eine Instanz von Generisch eingehängt werden, wo der aktuelle Typparameter ein Untertyp von UntertypVonSchranke ist. In eine Einschränkung von unten

Generisch<? super UntertypVonSchranke> vonUntenEingeschränkteReferenz;

können Instanziierungen von Generisch mit einem beliebigen Obertyp (z.B. Schranke) von UntertypVonSchranke eingehängt werden. Es ist also möglich, dass die zugelassenen Typen von zwei Seiten eingeschränkt werden: von oben durch die Klassenvereinbarung (extends Schranke), von unten durch die Referenzvereinbarung (super UntertypVonSchranke).

Objekterzeugung mit Joker-Instanziierungen

Obwohl von Joker-Instanziierungen keine Objekte erzeugt werden können (new Generisch<?>() ist also verboten, weil Generisch<?> abstrakt ist), können Array-Objekte nur von uneingeschränkten Joker-Instanziierungen (also von keinen anderen generischen Instanziierungen) erzeugt werden: new Generisch<?>[20] ist korrekt, während new Generisch<Schranke>[20] ist verboten.

Referenzen

• The Java Language Specification, Third Edition (Sun), ISBN 978-0-321-24678-3
• Java Tutorials, Lesson Generics http://download.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/index.html
• Typkompatibilität in Java http://public.beuth-hochschule.de/~solymosi/veroeff/typkompatibilitaet/Typkompatibilitaet.html#Joker