在Java返回类型中强制执行多个通用边界

Question

这不是JavaFX的问题,但我正在尝试在JavaFX中编写一个接口来声明一个可查看的类.可查看的类意味着有一个view()方法,它返回一个表示Viewable的Node对象.到目前为止简单,但这里变得复杂.应保证返回的Node具有getViewable()方法,该方法返回它所代表的Viewable对象.我该如何做到这一点？我的第一直觉是尝试这样的事情:

interface Viewable<V extends Viewable<V>>{
    <N extends Node&View<V>>N view();
}
interface View<V extends Viewable<V>>{
    V getViewable();
}

这首先出现声音,并允许类如下所示:

class ViewableObject implements Viewable<ViewableObject>{
    @Override public ObjectView view(){
        return new ObjectView();
    }
    class ObjectView extends Pane implements View<ViewableObject>{
        @Override public ViewableObject getViewable(){
            return ViewableObject.this;
        }
    }
}

但是,出于某种原因,这个类还编译:

class ViewableObject implements Viewable<ViewableObject>{
    @Override public Pane view(){
        return new Pane();
    }
}

Pane是一个Node,但它没有实现View,为什么这个类会编译？我认为这违反了view()方法的约定.更奇怪的是,当Pane被Object替换时,同一个类无法编译:

class ViewableObject implements Viewable<ViewableObject>{
    @Override public Object view(){//complains this is not an @Override
        return new Object();
    }
}

这里发生了什么？我对仿制药的理解有缺陷吗？我怎样才能让它按预期工作？

Answer 1

在这种情况下，您不想使用通用方法，因为您的目标是修复 view() 返回值的类型。泛型方法让调用者确定具体类型。所以实际上你所做的与强制执行完全相反。

我认为您希望将 Node 类型的类型参数构建到接口定义中，这将强制 view() 返回正确的类型。也许是这样的：

interface Viewable<V extends Viewable<V, N>, N extends Node & View<V, N>> {
    N view();
}

interface View<V extends Viewable<V, TNode>, TNode extends Node & View<V, TNode>> {
    V getViewable();
}

class ViewableObject implements Viewable<ViewableObject, ViewableObject.ObjectView> {
    @Override
    public ObjectView view() {
        return new ObjectView();
    }

    class ObjectView extends Pane implements View<ViewableObject, ObjectView> {
        @Override
        public ViewableObject getViewable() {
            return ViewableObject.this;
        }
    }
}

如果您查看 Viewable.view() 声明的字节码，您将看到编译器选择第一个绑定的类型来指定为该方法的实际返回类型。以下是 IntelliJ 字节代码查看器输出的相关行：

// declaration: N view<N extends org.cumberlw.viewtest.Node, org.cumberlw.viewtest.View<V>>()
public abstract view()Lorg/cumberlw/viewtest/Node;

因此，在重写时，您可以指定仅与第一种类型协变的任何类型，编译器将接受它。如果您切换类型边界的顺序，您将在字节码查看器中看到以下内容：

// declaration: N view<N extends org.cumberlw.viewtest.View<V>, org.cumberlw.viewtest.Node>()
public abstract view()Lorg/cumberlw/viewtest/View;

请注意，字节码表示返回值是 View now。所以现在你的第二个例子将无法编译，因为 Pane 不是 View 的子类。参数的任何顺序都不会让第三个示例编译，因为 Object 不是 Node 或 View 的子类。

使用具有多个边界的通用返回类型重写方法也很容易产生运行时错误。编译器仅强制返回类型与第一个类型绑定协变，因此您可以返回不符合第二个类型绑定的类型。例如，编译正常，但在运行时崩溃：

interface DogLike {
    void bark();
}

interface CatLike {
    void meow();
}

class Dog implements DogLike {
    @Override
    public void bark() {
        System.out.println("Woof");
    }
}

interface MoreauMachine {
    <H extends DogLike & CatLike > H createHybrid();
}

class MalfunctioningDogCatFactory implements MoreauMachine {

    @Override
    public DogLike createHybrid() {
        //Compile with -Xlint:unchecked to see a warning here:
        //Warning:(84, 20) java: createHybrid() in org.cumberlw.viewtest.MalfunctioningDogCatFactory implements <H>createHybrid() in org.cumberlw.viewtest.MoreauMachine
        //return type requires unchecked conversion from org.cumberlw.viewtest.DogLike to H
        return new Dog();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MoreauMachine factory = new MalfunctioningDogCatFactory();

        //crashes!
        //Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: org.cumberlw.viewtest.Dog cannot be cast to org.cumberlw.viewtest.CatLike
        factory.createHybrid().meow();
    }
}