如何对 Java 中的接口声明应用更多约束？答案

【问题标题】：How to apply more constraints on an interface declaration in Java?如何对 Java 中的接口声明应用更多约束？
【发布时间】：2015-05-13 13:01:23
【问题描述】：

假设我有以下界面：

interface Mammal {
    void marry(Mammal m);
    Mammal giveBirthTo();
}

但是，这并不能完全说明我想要什么。

显然，人不能嫁给狗，也不能生猫。那么如何将这些信息嵌入到接口中，以便在实现时可以自动更改输入类型和输出类型？

【问题讨论】：

标签： java generics interface

【解决方案1】：

您可以使用泛型并更改您的设计。

以下内容：

interface Marriable<T extends Mammal> {
    void marry(T sweetHalf);
    T giveBirthTo();
}

... 其中Mammal 是您的顶级接口或抽象类，Human、Dog、Unicorn 等扩展/实现它。

【讨论】：

接口不应该命名为Mammal吗？没有理由再添加一个。
@RafaelWinterhalter 正如我提到的那样，您可以有一个 Mammal 接口或抽象类来抽象该特定继承链中的顶级动物。 Marriable 接口将定义与您的物种之一结婚的合同。
您不需要Marriable 接口。您可以按照我刚刚添加的答案中的建议简单地创建一个递归类型。
@RafaelWinterhalter 你的方法中的问题是它混合了结婚和物种的范围。 “哺乳动物”的例子不是最好的解释这一点，但想象一下HappyToBeSingleHuman 或JustPlainUglyHuman。他们会扩展/实现Mammal，但不会扩展/实现Marriable。
但这不是 OP 所要求的，也与问题解决方案无关，因为即使不使用泛型，也可以将 Mammal 接口重构为这样的层次结构。我所说的是你的解决方案添加了一个额外的间接。

【解决方案2】：

您可以使用递归类型变量来生成您的接口：

interface Mammal<T extends Mammal<T>> {
  void marry(T m);
  T giveBirthTo();
}

这样，Java 编译器可以为您提供一定的验证级别。但是请注意，这种方法仍然容易被滥用。例如：

class Cat implements Mammal<Cat> {
  @Override void marry(Cat cat) { ... }
  @Override Cat giveBirthTo() { ... }
}

class Dog implements Mammal<Cat> { // implements wrong interface
  @Override void marry(Cat cat) { ... }
  @Override Cat giveBirthTo() { ... }
}

编译器只能确保您通过同一接口的某些子类型实现Mammal 接口，而不是通过实现它的特定类。后一种类型约束不能用 Java 编程语言表达。

【讨论】：

为了您的谷歌搜索乐趣，这称为 F-bounded quantification。

【解决方案3】：

泛型。试试

 private static interface Race {
}

private static class Human implements Race {}
private static class Canine implements Race {}

private static interface Being<R extends Race> {
    void marry(Being<R> other);
    Being<R> giveBirthTo();
}

private void tryMe() {
    Being<Human> aHuman = new Being<Human>() {

        @Override
        public void marry(Being<Human> other) {
        }

        @Override
        public Being<Human> giveBirthTo() {
            return null;
        }
    };

    Being<Canine> aCanine = new Being<Canine>() {

        @Override
        public void marry(Being<Canine> other) {
        }

        @Override
        public Being<Canine> giveBirthTo() {
            return null;
        }
    };

    aHuman.marry(aCanine); // not possible
}

【讨论】：