创建具有超类的构建器时，父类无法返回子类的实例[重复]

Question

如果我使用构建器模式来配置新对象，我可能有两个类，例如 Game 和 HockeyGame（如下所示）。当我想创建一个新的HockeyGame 时，我得到它的构建器并开始调用方法来根据需要配置对象。

我遇到的问题显示在 main 函数中。一旦我从超类调用一个方法，它就会以Game.Builder 的实例返回，我不能再从子类调用任何方法。

解决这个问题的最佳方法是什么？

Main.java

class Main {

    public static void main(String[] args){

        HockeyGame hg = new HockeyGame.Builder()
                .setScore(5)
                .setTimeLimit(3600)
//--------------------------------------------------------------------
                .setIceTemperature(-5) // Error! Cannot call setIceTempurature() on
                                       // an instance of Game.Builder
//--------------------------------------------------------------------
                .build();


    }
}

Game.java

public class Game{

    int score;
    int timeLimit;

    public Game(int score, int timeLimit) {
        this.score = score;
        this.timeLimit = timeLimit;
    }

    public static class Builder {

        int score;
        int timeLimit;

        public Builder setScore(int score) {
            this.score = score;
            return this;
        }

        public Builder setTimeLimit(int timeLimit) {
            this.timeLimit = timeLimit;
            return this;
        }

        public Game build() {
            return new Game(score, timeLimit);
        }
    }
}

HockeyGame.java

public class HockeyGame extends Game {

    float iceTemperature;

    public HockeyGame(int score, int timeLimit, float iceTemperature) {
        super(score, timeLimit);
        this.iceTemperature = iceTemperature;
    }

    public static class Builder extends Game.Builder {

        float iceTemperature;

        public HockeyGame.Buidler setIceTemperature(float iceTemperature) {
            this.iceTemperature = iceTemperature;
            return this;
        }

        public HockeyGame build(){
            return new HockeyGame(score, timeLimit, iceTemperature);
        }
    }
}

谢谢。

Answer 1

您需要使用在很多流畅的 API 代码中流行的 getThis() 技巧。

首先你需要让你的Game.Builder 在本身中具有通用性：

public static class Builder<B extends Builder<B>>

然后你添加一个getThis() 方法：

public B getThis() {
    return (B) this;
}

现在您将设置器更改为返回 B 和 return getThis() 而不是 this：

public B setTimeLimit(int timeLimit) {
    //...
    return getThis();
}

您的扩展类本身也需要是通用的：

public static class Builder<B extends Builder<B>> extends Game.Builder<B>

现在您可以使用代码，它会“记住”预期的类型：

HockeyGame hockeyGame = new HockeyGame.Builder<>().setScore(10)
        .setTimeLimit(20)
        .setIceTemperature(-1)
        .build();

这个最终代码看起来像：

public class Game {

    private final int score;
    private final int timeLimit;

    private Game(final Builder<?> builder) {
        this.score = builder.score;
        this.timeLimit = builder.timeLimit;
    }

    public static class Builder<B extends Builder<B>> {

        private int score;
        private int timeLimit;

        public B setScore(int score) {
            this.score = score;
            return getThis();
        }

        public B setTimeLimit(int timeLimit) {
            this.timeLimit = timeLimit;
            return getThis();
        }

        protected B getThis() {
            return (B) this;
        }

        public Game build() {
            return new Game(this);
        }
    }
}

public class HockeyGame extends Game {

    private final float iceTemperature;

    private HockeyGame(final Builder<?> builder) {
        super(builder);
        this.iceTemperature = builder.iceTemperature;
    }

    public static class Builder<B extends Builder<B>> extends Game.Builder<B> {

        private float iceTemperature;

        public B setIceTemperature(float iceTemperature) {
            this.iceTemperature = iceTemperature;
            return getThis();
        }

        @Override
        public HockeyGame build() {
            return new HockeyGame(this);
        }
    }
}

N.B：我已经创建了字段 private final 以及主要类型构造函数 - 这迫使人们使用 Builder。此外，构造函数可以采用 Builder<?> 并从那里复制变量 - 这会稍微整理代码。

---

您可能已经注意到，实际的 hack 在这里：

public B getThis() {
    return (B) this;
}

在这里，我们强制将Builder 强制转换为其泛型类型——这允许我们根据所使用的特定实例更改方法的返回类型。问题是，如果您声明一个新的Builder，如下所示：

public static class FootballGame extends Game {

    private FootballGame(final Builder<?> builder) {
        super(builder);
    }

    public static class Builder<B extends HockeyGame.Builder<B>> extends Game.Builder<B> {

        float iceTemperature;

        @Override
        public FootballGame build() {
            return new FootballGame(this);
        }
    }
}

这将在运行时以ClassCastException 爆炸。但是setter 方法将返回HockeyGame.Builder 而不是FootballGame.Builder，所以问题应该很明显。

Answer 2

试试这样的

您明确地将其转换回 HockeyGame.Builder 对象并在其上使用其自己的方法。

您遇到的问题是 setTimeLimit 返回一个 Builder 对象（母类），因此您不能在其上使用子方法。

HockeyGame hg = ((HockeyGame.Builder)(new HockeyGame.Builder().setScore(5)
                                                              .setTimeLimit(3600)))
                                                              .setIceTemperature(-5)
                                                              .build();

---

另外，setIceTemparature 应该返回一个HockeyGame.Builder 对象，以便能够对其进行build。

public Builder setIceTemperature(float iceTemperature) {
    this.iceTemperature = iceTemperature;
    return this;
}