带有泛型方法和子类的Java Collection

Question

我有以下集合类,其中包含一个方法,用于对映射中的元素进行分组,其中每个值都具有调用它的类的类型

class TaskCollection<E extends Task> extends HashSet<E> {
    <K> Map<K, ? extends TaskCollection<E>> groupBy(Function<E, K> groupingFunction) {
        return this.stream()
            .collect(Collectors.groupingBy(
                    groupingFunction,
                    Collectors.toCollection(this.collectionConstructor())
            ));
    }

    Supplier<? extends TaskCollection<E>> collectionConstructor() {
        return TaskCollection::new;
    }
}

我想要的是能够创建使用groupBy方法的子类,该方法返回自己的新的istances作为地图值.
以下是一个例子

class AssertionCollection extends TaskCollection<Assertion> {
    Map<Person, AssertionCollection> groupByPerson() {
        return this.groupBy(Assertion::assignedPerson);
    }

    @Override
    Supplier<AssertionCollection> collectionConstructor() {
        return AssertionCollection::new;
    }
}

问题出在groupByPerson方法上.编译器会为groupBy调用抛出错误.

Error:(15, 28) java: incompatible types: no instance(s) of type variable(s) K exist so that java.util.Map<K,? extends TaskCollection<Assertion>> conforms to java.util.Map<Person,AssertionCollection>

我是Java的新手,所以我很确定我看不到有些蠢事

Answer 1

其目的是，对于任何X扩展的类TaskCollection，当执行 groupBy 操作时，用于映射值的集合也是 class 的实例X。

在这种情况下，您可以得到的最接近的结果如下所示：

class Task {}

class Assertion extends Task {}

abstract class TaskCollection<E extends Task, C extends TaskCollection<E, C>> extends HashSet<E> {

    <K> Map<K, C> groupBy(Function<E, K> groupingFunction) {
        return this.stream()
            .collect(Collectors.groupingBy(
                    groupingFunction,
                    Collectors.toCollection(this.collectionSupplier())
            ));
    }

    protected abstract Supplier<C> collectionSupplier();
}

class AssertionCollection extends TaskCollection<Assertion, AssertionCollection> {

    @Override
    protected Supplier<AssertionCollection> collectionSupplier() {
        return AssertionCollection::new;
    }
}

请注意，上面的定义TaskCollection并不能完全阻止子类使用另一个TaskCollection类作为其 groupBy 映射值。例如，这也可以编译：

class AssertionCollectionOther extends TaskCollection<Assertion, AssertionCollectionOther> {...}

class AssertionCollection extends TaskCollection<Assertion, AssertionCollectionOther> {...}

不幸的是，至少目前无法施加这样的约束，因为您无法引用在 C 类型参数通配符中声明的类。

如果您可以假设后代有一个无参数构造函数作为集合提供者，您可以为 collectionSupplier. 您付出的代价是需要消除“未经检查”的警告（不是真正的问题），并且不兼容的类（不提供无参数构造函数）不会在编译时失败，但在运行时失败，这是不太理想的：

import java.util.function.*;
import java.util.*;
import java.util.stream.*;

class Task {}

class Assertion extends Task {}

class TaskCollection<E extends Task, C extends TaskCollection<E, C>> extends HashSet<E> {

    <K> Map<K, C> groupBy(Function<E, K> groupingFunction) {
        return this.stream()
            .collect(Collectors.groupingBy(
                    groupingFunction,
                    Collectors.toCollection(this.collectionSupplier())
            ));
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    protected Supplier<C> collectionSupplier() {
       return () -> {
         try {
          return (C) this.getClass().newInstance();
         } catch (Exception ex) {
          throw new RuntimeException(String.format("class %s is not a proper TaskCollection", this.getClass()), ex);
         }
      };
    }
}

class AssertionCollection extends TaskCollection<Assertion, AssertionCollection> {
    // This override is not needed any longer although still could
    // be included in order to produce a slightly faster 
    // customized implementation:
    //@Override
    //protected Supplier<AssertionCollection> collectionSupplier() {
    //    return AssertionCollection::new;
    //}
}

如果您声明collectionSupplier为final，您将有效地强制子类始终返回它们自己的类的实例，但需要注意的是，毫无意义的声明，例如，class AssertionCollection extends TaskCollection<Assertion, AssertionCollectionOther>仍然会编译并产生运行时强制转换异常。