方法链 + 继承不能很好地结合在一起？

Question

This question has been asked in a C++ context 但我对 Java 很好奇。对虚拟方法的担忧不适用（我认为），但如果你有这种情况：

abstract class Pet
{
    private String name;
    public Pet setName(String name) { this.name = name; return this; }        
}

class Cat extends Pet
{
    public Cat catchMice() { 
        System.out.println("I caught a mouse!"); 
        return this; 
    }
}

class Dog extends Pet
{
    public Dog catchFrisbee() { 
        System.out.println("I caught a frisbee!"); 
        return this; 
    }
}

class Bird extends Pet
{
    public Bird layEgg() {
        ...
        return this;
    }
}


{
    Cat c = new Cat();
    c.setName("Morris").catchMice(); // error! setName returns Pet, not Cat
    Dog d = new Dog();
    d.setName("Snoopy").catchFrisbee(); // error! setName returns Pet, not Dog
    Bird b = new Bird();
    b.setName("Tweety").layEgg(); // error! setName returns Pet, not Bird
}

在这种类层次结构中，有没有办法以不（有效）向上转换对象类型的方式返回 this？

Answer 1

如果您想避免编译器发出未经检查的强制转换警告（并且不想@SuppressWarnings("unchecked")），那么您需要做更多的事情：

首先，您对 Pet 的定义必须是自引用的，因为 Pet 始终是泛型类型：

abstract class Pet <T extends Pet<T>>

其次，setName 中的(T) this 也未选中。为避免这种情况，请使用优秀的Generics FAQ by Angelika Langer 中的“getThis”技术：

“getThis”技巧提供了一种方法 恢复 this 的确切类型 参考。

这会产生下面的代码，该代码编译并运行时不会出现警告。如果您想扩展您的子类，那么该技术仍然适用（尽管您可能需要泛化您的中间类）。

生成的代码是：

public class TestClass {

  static abstract class Pet <T extends Pet<T>> {
    private String name;

    protected abstract T getThis();

    public T setName(String name) {
      this.name = name;
      return getThis(); }  
  }

  static class Cat extends Pet<Cat> {
    @Override protected Cat getThis() { return this; }

    public Cat catchMice() {
      System.out.println("I caught a mouse!");
      return getThis();
    }
  }

  static class Dog extends Pet<Dog> {
    @Override protected Dog getThis() { return this; }

    public Dog catchFrisbee() {
      System.out.println("I caught a frisbee!");
      return getThis();
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    Cat c = new Cat();
    c.setName("Morris").catchMice();
    Dog d = new Dog();
    d.setName("Snoopy").catchFrisbee();
  }
}

Answer 2

这个老把戏怎么样：

abstract class Pet<T extends Pet>
{
    private String name;
    public T setName(String name) { this.name = name; return (T) this; }        
}

class Cat extends Pet<Cat>
{
    /* ... */
}

class Dog extends Pet<Dog>
{
    /* ... */
}

Answer 3

不，不是真的。您可以通过使用协变返回类型来解决它（感谢 McDowell 的正确名称）：

@Override
public Cat setName(String name) {
    super.setName(name);
    return this;
}

（协变返回类型仅适用于 Java 5 及更高版本，如果您担心的话。）

Answer 4

这有点令人费解，但您可以使用泛型来做到这一点：

abstract class Pet< T extends Pet > {
    private String name;

    public T setName( String name ) {
        this.name = name;
        return (T)this;
    }

    public static class Cat extends Pet< Cat > {
        public Cat catchMice() {
            System.out.println( "I caught a mouse!" );
            return this;
        }
    }

    public static class Dog extends Pet< Dog > {
        public Dog catchFrisbee() {
            System.out.println( "I caught a frisbee!" );
            return this;
        }
    }

    public static void main (String[] args){
        Cat c = new Cat();
        c.setName( "Morris" ).catchMice(); // error! setName returns Pet, not Cat
        Dog d = new Dog();
        d.setName( "Snoopy" ).catchFrisbee(); // error! setName returns Pet, not Dog
    }

}

Answer 5

public class Pet<AnimalType extends Pet> {

private String name;
    public AnimalType setName(String name) {
       this.name = name; return (AnimalType)this; 
    }        
}

和

public class Cat extends Pet<Cat> {

    public Cat catchMice() {return this;}

    public static void main(String[] args) {
        Cat c = new Cat().setName("bob").catchMice();
    }

}