java泛型-“扩展”关键字->不支持添加元素

Question

由于 java 泛型“扩展”关键字，我遇到了一个奇怪的问题。我已经开发了一种通用方法来从一个尽可能通用的方法中获取元素。

当我使用<? extends X> 时，我无法向其中添加任何元素。

在我的例子中，我使用通用模板来限制用户提供的参数并提供返回类型 ac。

class Root{
    
}

class Sub_1 extends Root{
    
}

class Sub_2 extends Root{
    
}

public static <T extends Root> List<T> getSubElements(Class<T> targetClass){
    
    List<T> ls=new ArrayList<>();
    
    if(targetClass.getSimpleName().equals("Sub_1")){
        Sub_1 sub_1 = new Sub_1();
        ls.add(sub_1);
    }else if(targetClass.getSimpleName().equals("Sub_2")){
        Sub_2 sub_2=new Sub_2();
        ls.add(sub_2);
    }
    
    return ls;
}

在上述情况下，当我向列表中添加元素时出现编译错误。

ls.add(sub_1);

ls.add(sub_2);

现在解决这个问题看起来很有挑战性。如果有人可以在这里提供一些提示，我会很高兴。

谢谢！！

Answer 1

我宁愿说答案取决于边界条件。我们可以编写代码来获得必要的功能，但它们可能/可能不遵守各种边界条件，如性能、安全性、完整性等

例如： 以下代码

**T newInstance = targetClass.newInstance();**
**list.add(newInstance);**

也可以实现必要的功能，但可能/可能不遵守性能边界，因为对反射方法的任何调用都会检查安全访问。

上面发布的带有供应商的解决方案也实现了类似的功能，但它可能不遵守安全边界，因为恶意供应商可以提供可能导致缓冲区溢出或 DOS 攻击的值。 （如果你真的想尝试一下，你可以创建一个静态供应商并用 self 初始化。你会得到一个堆栈溢出。java泛型书也提供了一个类似的安全相关示例，你可以参考）。我看到的问题在于当前场景中的 java open 子类型。

还有其他解决方案也可以实现所需的功能（对创建的子类型进行轻微修改），这些解决方案可能/可能不符合这些边界条件。我看到的问题是由于开放的子类型系统造成的，这使得开发人员编写符合所有边界条件的代码变得冗长且困难。

解决方案还完全取决于您的模型结构，无论您是创建数据的子类型还是基于行为，这可能不会反映在这个简短的示例中。

您可以参考 Philiph Wadler 撰写的 Java Generics Book，了解有关使用泛型的更多详细信息，我会推荐。它还提供了以安全方式编写代码的一个重要方面。有趣的是，您可以参考项目 amber（java 11 或更高版本）关于 Java 的数据类，它试图解决其中的一些问题。

Answer 2

您可以通过让调用者传入所需类型的Supplier 而不是该类型的Class，以类型安全的方式执行此操作，而无需使用反射。 getSubElement 代码然后简单地调用供应商来获取正确的实例：

static <T extends Root> List<T> getSubElements(Supplier<T> s) {
    List<T> ls = new ArrayList<>();
    ls.add(s.get());
    return ls;
}

调用者需要提供一种方法来创建其所需子类的实例。这可能是使用构造函数引用，也可能是对静态工厂方法的引用。如果类层次结构是这样的：

public class Root { }

public class Sub1 extends Root {
    public Sub1() { ... }
}

public class Sub2 extends Root {
    public static Sub2 instance() { ... }
}

然后调用者可以编写如下代码：

List<Sub1> list1 = getSubElements(Sub1::new);

List<Sub2> list2 = getSubElements(Sub2::instance);

Answer 3

如果你可以接受任何从 Root 派生的类，并且都有一个默认构造函数...

public static <T extends Root> List<T> getSubElements(Class<T> targetClass) throws ReflectiveOperationException {
    List<T> ls = new ArrayList<>();
    T t = targetClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
    ls.add(t);
    return ls;
}

... 或在本地尝试/捕获异常。

Answer 4

总而言之，这是一个经过验证的工作实现，使用 an online java compiler 检查：

import java.util.*;

class Root{

}

class Sub_1 extends Root{

}

class Sub_2 extends Root{

}

public class Bla  {

    public static <T extends Root> T factoryMethod(Class<T> targetClass) throws Exception{
        if (Sub_1.class ==(targetClass)) {
            return (T) (new Sub_1());
        }
        else if (Sub_2.class == (targetClass)) {
            return (T) (new Sub_2());
        }
        else {
            throw new Exception("Unsupported class type");
        }
    }

    public static List<Root> getSubElements() throws Exception{

        List<Root> ls=new ArrayList<>();
        ls.add(factoryMethod(Sub_1.class));
        ls.add(factoryMethod(Sub_2.class));

        return ls;
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            List<Root> root = getSubElements();
            System.out.println(root);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}