强制兼容通配符的 Java 泛型

Question

我有这些课程。

class RedSocket {}
class GreenSocket {}
class RedWire {}
class GreenWire {}

我有一个使用 2 个泛型类型的类

public class Connection<W, S> {}

其中 W 是 Wire 类型，S 是 Socket 类型。

我正在尝试强制执行编译时检查，以确保套接字和电线具有相同的颜色。

我试过这样做：

public class Connection<W extends Wire & Color, S extends Socket & Color> {}

interface Color {}

interface Red extends Color {}
interface Green extends Color {}

interface Socket {}
interface Wire {}

class RedSocket implements Socket, Red {}
class GreenSocket implements Socket, Green {}
class RedWire implements Wire,  Red {}
class GreenWire implements Wire, Green {}

但这并不能真正确保使用的 Color 对于两种泛型类型都是相同的，并且仍然允许我这样做：

public class Connection<W extends Wire & Color, S extends Socket & Color> {
    public static void main(String[] args) {
        new Connection<RedWire, GreenSocket>();
        new Connection<GreenWire, RedSocket>();
    }
}

（Radiodef here 出色地解释了为什么会发生这种情况）

如何强制编译时检查以确保插座和电线具有相同的颜色？

Answer 1

尝试适当地混入像“颜色”这样的任意元素是整个继承与组合的典型触发因素。 is-a vs has-a 辩论。对于像 Java 这样的语言的普遍看法是，在大多数情况下，人们应该更喜欢组合而不是继承，以避免出现棘手的通配符之类的事情。其他语言可能会提供更多面向方面的编程方式

虽然其他答案可能会帮助您获得正确的泛型，但我建议您阅读 wikipedia page on the subject 并考虑您是否真的需要在编译时强制执行颜色匹配，或者运行时构造函数检查是否可以完成这项工作。

Answer 2

作为Tagir Valeev's answer 的一个小变种：您可以摆脱Connection 类的第三个泛型参数，通过使其构造函数private（或者可能是包可见），并提供一个工厂方法来创建Connection 实例确保Color 类型对于给定的Wire- 和Socket 类型是相同的：

class Connection<
    W extends Wire<? extends Color>, 
    S extends Socket<? extends Color>> 
{
    static <C extends Color, 
        W extends Wire<C>, 
        S extends Socket<C>> Connection<W, S> create()
    {
        return new Connection<W, S>();        
    }

    // Private constructor
    private Connection() {}
}

interface Color {}

interface Red extends Color {}
interface Green extends Color {}

interface Socket<C extends Color> {}
interface Wire<C extends Color> {}

class RedSocket implements Socket<Red> {}
class GreenSocket implements Socket<Green> {}
class RedWire implements Wire<Red> {}
class GreenWire implements Wire<Green> {}

public class CompatibleGenericsTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Connection<RedWire, RedSocket> c0 = Connection.create(); // ok
        Connection<GreenWire, GreenSocket> c1 = Connection.create(); // ok
        Connection<GreenWire, RedSocket> c2 = Connection.create(); // error
    }
}

Answer 3

似乎用颜色参数化Socket和Wire比较好：

interface Socket<C extends Color> {}
interface Wire<C extends Color> {}

class RedSocket implements Socket<Red> {}
class GreenSocket implements Socket<Green> {}
class RedWire implements Wire<Red> {}
class GreenWire implements Wire<Green> {}

这样您可以向Connection 引入一个更通用的参数：

public class Connection<C extends Color, M extends Wire<C>, Q extends Socket<C>> {...}

并像这样使用它：

new Connection<Red, RedWire, RedSocket>(); // ok
new Connection<Green, GreenWire, GreenSocket>(); // ok
new Connection<Green, GreenWire, RedSocket>(); // error