用 Java 中的泛型保证协变返回类型答案

【问题标题】：Guarantee covariant return type with generics in Java用 Java 中的泛型保证协变返回类型
【发布时间】：2015-04-17 00:02:33
【问题描述】：

我有一个名为Point 的类，其方法neighbors() 返回一个Points 数组：

public class Point {
    public Point[] neighbors() { /* implementation not shown */ }
}

我有一个Point 的子类，称为SpecialPoint，它覆盖neighbors() 以返回SpecialPoints 的数组而不是Points。我认为这称为协变返回类型。

public class SpecialPoint extends Point {
    public SpecialPoint[] neighbors() { /* implementation not shown */ }
}

在一个单独的类中，我想将Point 和SpecialPoint 与泛型一起使用

public <P extends Point> P doStuff(P point) {
    P[] neighbors = point.neighbors();
    // more stuff here including return
}

这不会编译，因为编译器只能保证P 是Point 的某个子类，但不能保证Point 的每个子类都会覆盖neighbors() 以返回其自身的数组我碰巧用SpecialPoint完成了，所以Java只知道P#neighbors()返回Point[]，而不是P[]。

如何保证每个子类都使用协变返回类型覆盖 neighbors()，以便我可以将它与泛型一起使用？

【问题讨论】：

P可以是接口吗？

标签： java generics

【解决方案1】：

你可以使用接口：

public interface Point<P extends Point<P>> {
    P[] neighbors();
}

public class SimplePoint implements Point<SimplePoint> {
    @Override
    public SimplePoint[] neighbors() { /* ... */ }
}

public class SpecialPoint implements Point<SpecialPoint> {
    @Override
    public SpecialPoint[] neighbors() { /* ... */ }
}

然后：

public <P extends Point<P>> P doStuff(P point) {
    P[] neighbors = point.neighbors();
    /* ... */
}

如果您仍然需要在实现之间分解代码，那么最好使用抽象类：

public abstract class Point<P extends Point<P>> {
    public abstract P[] neighbors();
    public void commonMethod() { /* ... */ }
}

public class SimplePoint extends Point<SimplePoint> { /* ... */ }

public class SpecialPoint extends Point<SpecialPoint> { /* ... */ }

【讨论】：

哇，我从来没有想过这个。我唯一的问题是，出于其他原因，我仍然希望 SpecialPoint 从 SimplePoint 继承。这样它就不会编译，因为Point 中的P 也必须扩展Point 的P，但SepcialPoint 扩展Point<SimplePoint>。无论如何围绕这个？
@JJW5432 还有哪些其他原因？如果目的是分解代码，一个额外的抽象类可以满足您的需求。
是的，大多数其他方法在类之间是相同的，这就是我想要继承的原因。那么就有了AbstractPoint，SimplePoint和SpecialPoint都继承自它并实现Point?
@JJW5432 好吧，最好使用抽象类而不是接口，请参阅我的编辑。
Point 声明中的绑定对于 OP 的目的来说是未使用且不必要的。 public interface Point<P> 就足够了。

【解决方案2】：

interface Point 可能会解决您的问题：

public class Test  
{

    public interface Point  {
        public Point[] neighbors();
    }

    public class SpecialPoint implements Point {
        public SpecialPoint[] neighbors() { return null; }
    }

    public class SpecialPoint2  implements Point {
        public SpecialPoint2[] neighbors() { return null; }
    }

    public Point doStuff(SpecialPoint point) {
        Point[] neighbors = point.neighbors();
        return neighbors[0];
    }

    public Point doStuff(SpecialPoint2 point) {
        Point[] neighbors = point.neighbors();
        return neighbors[0];
    }
}

【讨论】：