递归通用用法

noz*_*cle 5 java generics

编辑:“ 我从‘埃里克森’那里收到了一个非常相关的答案,但是有一个附带问题(向上转换?),这个问题没有在我的原始示例中明确涵盖,并且没有用他的答案解决。我已将示例扩展为涵盖了另一个问题,我已将其包含在本文末尾。感谢您的帮助。

我目前面临一个 Java 泛型问题,该问题与所谓的“奇怪的重复泛型模式”有关。我想在阅读 Jon Skeet 对这个问题“java enum定义”的答案后我已经找到了解决方案。尽管如此,当我尝试将其应用到我的代码中时,我发现自己遇到了不同的问题。

我想出了一个“小”例子,其中出现了我面临的问题。我希望它足够清楚地说明我的问题。

示例描述:我想构建一个节点类型可以变化的图表。我定义了一个抽象类Node,它定义了一些基本方法,以及一个实现这些方法的具体类,即ConcreteNode。我还创建了一个名为City的 ConcreteNode 专业化。

在给定的图中,一个重要的要求是所有元素应由其相同类型或子类型组成,即ConcreteNode 图中只能有ConcreteNodesCities。

这些是我的类的定义:

abstract class Node<T extends Node<T>>
class ConcreteNode<T extends ConcreteNode<T>> extends Node<T>
class City extends ConcreteNode<City>
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

这些定义使用了在 Enum 类的定义中也可以找到的“重复通用模式”:

Class Enum<E extends Enum<E>>
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

问题:我在使用这些类时遇到问题。如果我必须停留在层次结构中的城市级别,即连接城市到城市,我不会有问题,但在尝试访问其他类时我遇到了巨大的问题。

在下面的代码中,我的问题可以从 GraphUtil 的方法签名中看出:

  1. addNewNeighbors1a使用原始类型 Node,但至少它可以工作。
  2. addNewNeighbors1b使用 Node 类型,但它根本无法编译(错误包含在代码中)。
  3. addNewNeighbors1c对 Node 使用了一个更复杂的参数,我希望它可以工作,但它无法编译(错误包含在代码中)。
  4. addNewNeighbors3对 Node 使用了复杂的参数,但它不会再次编译,即使 Node 和 newNode 的参数相同。

综上,我的问题是如何向上转换这些自身参数化的泛型类型?

我将非常高兴获得关于 GraphUtil 方法的最佳签名的帮助,假设这些方法将位于一个对 City 甚至 ConcreteNode 一无所知的库中。

谢谢你们。

这是示例的完整代码

package test.city;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;

public class TestCity {
    abstract class Node<T extends Node<T>> {
    public abstract void addNeighbor(T n);
    public abstract void addNeighbors(Collection<? extends T> nodes);
    public abstract Collection<T> neighbors();
    }

    class ConcreteNode<T extends ConcreteNode<T>> extends Node<T> {
    protected Collection<T> _neighbors = new ArrayList<T>();

    @Override
    public void addNeighbor(T n) {
        _neighbors.add(n);
    }

    @Override
    public void addNeighbors(Collection<? extends T> nodes) {
        _neighbors.addAll(nodes);
    }

    @Override
    public Collection<T> neighbors() {
        return _neighbors;
    }
    }

    class City extends ConcreteNode<City> {
    protected String _name;

    public City(String name) {
        _name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return _name;
    }
    }

    public TestCity() {
    City nyc = new City("NYC");
    nyc.addNeighbor(new City("Boston"));
    nyc.addNeighbor(new City("Wash"));

    GraphUtil.print("Printing cities", nyc.neighbors());

    GraphUtil.printNeighbors1(nyc);
    GraphUtil.printNeighbors2(nyc);
    GraphUtil.printNeighbors3(nyc);
    GraphUtil.printNeighbors4(nyc);
    GraphUtil.addNewNeighbors1a(nyc, new City("Miami"));
    GraphUtil.addNewNeighbors2(nyc, new City("NewOr"));
    GraphUtil.addNewNeighbors3(nyc, new City("Dallas"));
    }

    static class GraphUtil {
    static void printNeighbors1(Node<?> node) {
        print("Nodes", node.neighbors());
    }

    static void printNeighbors2(ConcreteNode<?> node) {
        print("Concrete nodes", node.neighbors());
    }

    static void printNeighbors3(Node<? extends Node<?>> node) {
        print("Nodes2", node.neighbors());
    }

    static void printNeighbors4(ConcreteNode<? extends ConcreteNode<?>> node) {
        print("Concrete nodes2", node.neighbors());
    }

    static void addNewNeighbors1a(Node node, City newNode) {
        node.addNeighbor(newNode);
        print("Add city to node", node.neighbors());
    }

    static void addNewNeighbors1b(Node<?> node, City newNode) {
        // node.addNeighbor( newNode ); <---- DOES NOT COMPILE!!!
        // The method addNeighbor(capture#8-of ?) in the type
        // TestCity.Node<capture#8-of ?>
        // is not applicable for the arguments (TestCity.City)
    }

    static void addNewNeighbors1c(Node<? extends Node<?>> node, City newNode) {
        // node.addNeighbor( newNode ); <---- DOES NOT COMPILE!!!
        // The method addNeighbor(capture#9-of ? extends TestCity.Node<?>)
        // in the type
        // TestCity.Node<capture#9-of ? extends TestCity.Node<?>> is not
        // applicable for the arguments (TestCity.City)

    }

    static void addNewNeighbors2(Node node, ConcreteNode newNode) {
        node.addNeighbor(newNode);
        print("Add concrete node to node", node.neighbors());
    }

    static void addNewNeighbors3(Node<? extends Node<?>> node,
        Node<? extends Node<?>> newNode) {
        // node.addNeighbor( newNode ); <---- DOES NOT COMPILE!!!
        // The method addNeighbor(capture#8-of ? extends TestCity.Node<?>)
        // in the type
        // TestCity.Node<capture#8-of ? extends TestCity.Node<?>> is not
        // applicable for the arguments
        // (TestCity.Node<capture#10-of ? extends TestCity.Node<?>>)
    }

    static void print(String msg, Collection<?> col) {
        System.out.println(msg + ": " + Arrays.toString(col.toArray()));
    }
    }

    public static void main(String[] args) {
    new TestCity();
    }

}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

运行此代码的输出如下(一点也不奇怪):

Printing cities: [Boston, Wash]
Nodes: [Boston, Wash]
Concrete nodes: [Boston, Wash]
Nodes2: [Boston, Wash]
Concrete nodes2: [Boston, Wash]
Add city to node: [Boston, Wash, Miami]
Add concrete node to node: [Boston, Wash, Miami, NewOr]
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

问题的第二部分

有一个相关的问题我没有包含在原始示例中,因为我认为该解决方案也适用。

我现在已将以下方法添加到 GraphUtil 中:

static <T extends Node<T>> T getSomeNeighbor(T node) {
    return node.neighbors().iterator().next();
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

在我的主课上,我正在尝试以下内容:

City someCity = GraphUtil.getSomeNeighbor(nyc); 
someCity.addNeighbor(new City("London")); // OK

ConcreteNode someCN1 = GraphUtil.getSomeNeighbor(nyc); 
someCN1.addNeighbor(new City("Paris")); // OK, but raw

ConcreteNode<?> someCN2 = GraphUtil.getSomeNeighbor(nyc); 
someCN2.addNeighbor(new City("Berlin")); // Does not compile

ConcreteNode<?> nc = new City("");
nc.addNeighbor(new City("Bern")); // Does not compile
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

第一种情况有效,因为我知道返回的具体类型,并且它与参数中提供的类型一致。

在第二和第三种情况下,我假设我不知道城市类型。第二种情况有效,但我使用的是原始类型 ConcreteNode。

在第三种情况下,第二行出现编译错误:“TestCity.ConcreteNode 类型中的方法 addNeighbor(capture#3-of ?) 不适用于参数 (TestCity.City)。”

在示例中,我使用“new City("-")”作为参数,因为我不知道如何向上转换它们。在第四种情况下,我尝试将 City 向上转换为 ConcreteNode,但失败了。当前的编译器错误如下:“TestCity.ConcreteNode 类型中的方法 addNeighbor(capture#4-of ?) 不适用于参数 (TestCity.City)”

问题:

  1. 在不知道城市类型的情况下如何解决情况 2 和 3?
  2. 如何将 City 向上转换为 ConcreteNode(或 Node)?

感谢您的帮助。

eri*_*son 2

您可以创建泛型方法以及泛型类型。GraphUtils使用这些,可以像这样修复问题方法:

static <T extends Node<T>> void addNewNeighbors1a(T node, T newNode)
{
  node.addNeighbor(newNode);
  print("Add city to node", node.neighbors());
}

static <T extends Node<T>> void addNewNeighbors2(T node, T newNode)
{
  node.addNeighbor(newNode);
  print("Add concrete node to node", node.neighbors());
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

嘿,等一下……这些都是同样的方法!

事实证明,由于它们仅依赖于 的接口Node,因此您只需要其中之一来处理任何Node实现。

接下来,您可能会发现有必要Node像这样更改界面:

public abstract <S extends T> void addNeighbor(S n);
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)