层次结构和泛型答案

【问题标题】：Hierarchies and generics层次结构和泛型
【发布时间】：2014-06-18 20:48:53
【问题描述】：

在我的应用程序中，我有一个主要基于两个类层次结构的模型：容器和元素。容器通过列表引用元素。
例如，考虑作为Parent 子类型的Java 类Child 和作为ElementParent 子类型的ElementChild。这些元素用作列表的类型参数，我希望每个容器都可以从其列表中添加、删除和获取元素。这些列表应尽可能严格，即应包含位于同一层次结构的元素 (Child - ElementChild)。

我知道List<ElementParent> 和List<ElementChild> 不是子类型关系，有没有比创建两个不同的列表更好的方法（Parent 中的List<ElementParent> 和Child 中的List<ElementChild>）？

在以下示例中，我使用继承列表来说明我的意思，但显然它无法编译：

public class Parent {

    protected List<ElementParent> list;

    public Parent () {
        list = new ArrayList<ElementParent>();
    }

    public List<ElementParent> getList() {
        return list;
    }

    public void add(ElementParent element) {
        list.add(element);
    }

    public void remove (ElementParent element) {
        list.remove(element);
    }

    public void setList(List<ElementParent> list) {
        this.list = list;
    }
}

public class Child extends Parent {


        public Child() {
            list = new ArrayList<ElementChild>(); // does not compile
        }

        public List<ElementChild> getList() { //does not compile
            return list;
        }

        public void add(ElementChild element) {
            list.add(element);
        }

        public void remove (ElementChild element) {
            list.remove(element);
        }

        public void setList(List<ElementChild> list) { //does not compile
            this.list = list;
        }

}

【问题讨论】：

可以把相关代码放在这里吗？你的哪些类是通用的？对我来说听起来没有。
List<? extends ElementParent>.
@christopher：那将是一个仅限生产者的列表。
这里的泛型就是列表，每个容器都应该有一个列表的引用，元素就是类型参数。让我想一个清晰的代码，我会发布它。
类似的解决方案是否也适用于您：stackoverflow.com/questions/24292827/…（引入另一个通用参数）。

标签： java generics

【解决方案1】：

这是一个棘手的问题，称为协变子类型。简而言之，这意味着当您扩展（也称为子类化）一个类并覆盖其某些方法时，您无法更改这些方法的参数类型。如果允许，编译器将无法保证 Java 的类型安全。

AFAIK 解决您的问题的唯一方法是更多地依赖泛型。具体来说，您需要定义一个根据元素类型和列表类型参数化的类：

public class Base<E, L extends List<E>> {

  protected L list;

  public Base(L l) { list = l; }     

  public L getList() { return list; }
  public void add(E element) { list.add(element); }
  public void remove(E element) { list.remove(element); }
  public void setList(L list) { this.list = list; }
}

然后您可以将 Parent 和 Child 定义为 Base 的子类，为 E 和 L 类型参数传入实际类型：

public class Parent extends Base<ElementParent,List<ElementParent>> {    
  public Parent() {
    super(new ArrayList<ElementParent>());
  }    
}

public class Child extends Base<ElementChild, List<ElementChild>> {
  public Child() {
    super(new ArrayList<ElementChild>());
  }
}

【讨论】：

【解决方案2】：

您的问题说明了为什么 List<ElementParent> 和 List<ElementChild> 不在子类型关系中。

由于Child extends Parent和Parent::add(ElementParent element)方法存在，因此继承到Child。

现在你可以写了：

ElementParent ep = ...;
Child child = ...;
child.add(ep); //perfectly legal

但是那会做什么呢？将ElementParent 添加到ElementChilds 列表？这就是 List<ElementParent> 和 List<ElementChild> 不属于子类型关系的原因。

那么如何解决你的问题呢？

通配符可以在这里提供帮助，例如 List<ElementParent> 和 List<ElementChild> 都是 List<? extends ElementParent> 并且您可以从 List<? extends ElementParent> 读取 ElementParent，但不幸的是，您无法向其写入任何内容（null 除外)。

与下限List<? super ElementChild> 类似，但在您的位置上，我会重新考虑您究竟想要达到什么目标，以及是否可以使用不同的方法。

【讨论】：