如何使用 Java 泛型来避免覆盖继承的方法（类似模板的行为）？答案

【问题标题】：How to use Java generics to avoid overwriting inherited methods (template-like behaviour)?如何使用 Java 泛型来避免覆盖继承的方法（类似模板的行为）？
【发布时间】：2013-01-04 11:13:22
【问题描述】：

我想用 Java 制作一个包含节点的图表。图类将被不同的人和不同的算法使用，因此我们将需要针对每种情况使用不同的节点类，比如DefaultNode 和SpecialNode extends DefaultNode。

现在我希望DefaultNode 包含节点需要工作的所有常规内容，例如直接邻居列表。所以我在DefaultNode中实现了这个列表：

List<DefaultNode> neighbours = new ArrayList<DefaultNode>();

我现在的问题是，我显然也需要 SpecialNode 类中的这个列表，但它应该包含并返回 SpecialNodes。当然，我可以覆盖从DefaultNode 继承的每个类中的列表和addNeighbour() 以及getNeighbours() 方法，但这似乎是多余的，而不是OOP 的工作方式。我认为这将是使用模板的完美案例（如在 C++ 中），但 afaik 在 Java 中没有这样的构造，只剩下泛型。

目前我想出的解决方案如下：

interface INode {}

class DefaultNode<T extends INode> implements INode {

    List<T> neighbours;

    List<T> getNeighbours(){}

    void addNeighbour(T node){}

}

这里，<T extends INode> 括号描述了这个节点的可能邻居。所以对于SpecialNode，我会这样做：

class SpecialNode extends DefaultNode<SpecialNode> {}

现在，虽然这似乎按预期工作，但感觉有点奇怪......我很惊讶我找不到更简单的解决方案，因为这种情况似乎比较普遍。你会如何解决这个问题？我错过了更好/更简单的方法吗？或者上述是一种可行的方法？

【问题讨论】：

如果getNeighbors在DefaultNode中，接口中有哪些方法？即，如果你有一个 INode 但不知道它到底是什么类型，你能用它做什么？
你说得对，界面在这里没有多大意义，因为邻居列表和 add/get-methods 不能在那里。虽然它可能包含一般描述节点的其他方法。

标签： java templates generics inheritance

【解决方案1】：

你的方法没有错。事实上，一些标准的接口，比如Comparable就是这样定义的：

public class Fruit implements Comparable<Fruit> {
             ^^^^^                       ^^^^^

【讨论】：

哦，我应该亲眼看到的..！谢谢！所以上面的方法没有错......但是如果有更简单的方法我仍然很感兴趣......因为它看起来很简单：'List neighbours;'或类似的东西......
@AlexK: List<this.getClass()> 因为类型擦除而无法工作。

【解决方案2】：

如果你想强制一个节点的邻居是同一类型，你可以使用：

class DefaultNode<T extends DefaultNode<T>> implements INode

虽然我会将接口设为通用接口（并称之为 Node 而不是 INode）。

【讨论】：

但这似乎使得无法实例化 DefaultNode：DefaultNode<DefaultNode> node = new DefaultNode<DefaultNode>(); 无法编译。它确实强制将 SpecialNode 与 SpecialNodes 一起使用，因此可能值得在继承序列中引入一个额外的抽象类..
这是将泛型放在接口上的另一个原因:)。
是的。虽然这意味着我必须创建一个新列表并在每个子类中实现方法，这是我想首先避免的 :) 但我想这是挑剔的，我对抽象类解决方案很满意！
这并不强制邻居是同一类型。考虑class A extends DefaultNode<A> 和class B extends DefaultNode<A>
那么它与我最初对DefaultNode 的定义有何不同？我能找到的唯一区别是尝试执行 DefaultNode<DefaultNode> node = new DefaultNode<>() 时的编译错误