考虑下面的例子(OOP书籍中的典型例子):

我有一个动物班,每个动物都有很多朋友。 和子类,如狗,鸭,老鼠等,其中添加特定的行为,如bark(), quack()等。

下面是Animal类:

public class Animal {
    private Map<String,Animal> friends = new HashMap<>();

    public void addFriend(String name, Animal animal){
        friends.put(name,animal);
    }

    public Animal callFriend(String name){
        return friends.get(name);
    }
}

下面是一些带有大量类型转换的代码片段:

Mouse jerry = new Mouse();
jerry.addFriend("spike", new Dog());
jerry.addFriend("quacker", new Duck());

((Dog) jerry.callFriend("spike")).bark();
((Duck) jerry.callFriend("quacker")).quack();

有没有办法我可以使用返回类型的泛型来摆脱类型转换,这样我就可以说

jerry.callFriend("spike").bark();
jerry.callFriend("quacker").quack();

下面是一些初始代码,其中返回类型作为从未使用过的参数传递给方法。

public<T extends Animal> T callFriend(String name, T unusedTypeObj){
    return (T)friends.get(name);        
}

是否有一种方法可以在不使用instanceof的额外参数的情况下在运行时找出返回类型?或者至少通过传递该类型的类而不是虚拟实例。 我知道泛型是用于编译时类型检查的,但是对此有解决方法吗?


不。编译器无法知道jerry.callFriend("spike")将返回什么类型。此外,您的实现只是将强制转换隐藏在方法中,而没有任何额外的类型安全。考虑一下:

jerry.addFriend("quaker", new Duck());
jerry.callFriend("quaker", /* unused */ new Dog()); // dies with illegal cast

在这种情况下,创建一个抽象的talk()方法并在子类中适当地重写它会更好地为你服务:

Mouse jerry = new Mouse();
jerry.addFriend("spike", new Dog());
jerry.addFriend("quacker", new Duck());

jerry.callFriend("spike").talk();
jerry.callFriend("quacker").talk();

不完全是,因为如你所说,编译器只知道callFriend()返回的是Animal,而不是Dog或Duck。

你不能给Animal添加一个抽象的makeNoise()方法吗?这个方法将被它的子类实现为树皮或嘎嘎声。


你可以这样实现它:

@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends Animal> T callFriend(String name) {
    return (T)friends.get(name);
}

(是的,这是法律代码;参见Java泛型:仅定义为返回类型的泛型类型。)

返回类型将从调用者推断出来。但是,请注意@SuppressWarnings注释:它告诉您这段代码不是类型安全的。您必须自己验证它,或者您可以在运行时获得classcastexception。

不幸的是,你使用它的方式(没有将返回值分配给临时变量),唯一让编译器高兴的方法是像这样调用它:

jerry.<Dog>callFriend("spike").bark();

虽然这可能比强制转换要好一点,但正如David Schmitt所说,最好给Animal类一个抽象的talk()方法。


不可能的。如果只给一个String键,Map怎么知道它将得到Animal的哪个子类呢?

唯一可能的方法是每个Animal只接受一种类型的friend(那么它可以是Animal类的一个参数),或者callFriend()方法获得了一个类型参数。但是,看起来您确实忽略了继承的要点:在独占地使用超类方法时,只能统一地对待子类。


你可以这样定义callFriend:

public <T extends Animal> T callFriend(String name, Class<T> type) {
    return type.cast(friends.get(name));
}

那么就这样称呼它吧:

jerry.callFriend("spike", Dog.class).bark();
jerry.callFriend("quacker", Duck.class).quack();

这段代码的好处是不会生成任何编译器警告。当然,这实际上只是前泛型时代的强制转换的更新版本,并没有增加任何额外的安全性。


正如你所说,通过一门课程就可以了,你可以这样写:

public <T extends Animal> T callFriend(String name, Class<T> clazz) {
   return (T) friends.get(name);
}

然后像这样使用它:

jerry.callFriend("spike", Dog.class).bark();
jerry.callFriend("quacker", Duck.class).quack();

这并不完美,但这几乎是您使用Java泛型所能达到的极限。有一种方法可以使用超级类型令牌来实现类型安全异构容器(THC),但这也有它自己的问题。


这个问题与Effective Java中的第29项非常相似——“考虑类型安全的异构容器”。拉兹的答案最接近布洛赫的答案。但是,为了安全起见,put和get都应该使用Class字面值。签名将变成:

public <T extends Animal> void addFriend(String name, Class<T> type, T animal);
public <T extends Animal> T callFriend(String name, Class<T> type);

在这两个方法中,您应该检查参数是否正常。有关更多信息,请参阅有效Java和类javadoc。


基于与超级类型令牌相同的思想,你可以创建一个类型化的id来代替字符串:

public abstract class TypedID<T extends Animal> {
  public final Type type;
  public final String id;

  protected TypedID(String id) {
    this.id = id;
    Type superclass = getClass().getGenericSuperclass();
    if (superclass instanceof Class) {
      throw new RuntimeException("Missing type parameter.");
    }
    this.type = ((ParameterizedType) superclass).getActualTypeArguments()[0];
  }
}

但我认为这可能会破坏目的,因为现在需要为每个字符串创建新的id对象并保留它们(或使用正确的类型信息重新构造它们)。

Mouse jerry = new Mouse();
TypedID<Dog> spike = new TypedID<Dog>("spike") {};
TypedID<Duck> quacker = new TypedID<Duck>("quacker") {};

jerry.addFriend(spike, new Dog());
jerry.addFriend(quacker, new Duck());

但是您现在可以按照您最初想要的方式使用该类,而不需要强制类型转换。

jerry.callFriend(spike).bark();
jerry.callFriend(quacker).quack();

这只是将类型参数隐藏在id中,尽管这意味着如果您愿意,稍后可以从标识符中检索类型。

如果希望能够比较一个id的两个相同实例,还需要实现TypedID的比较和散列方法。


我已经写了一篇文章,其中包含了概念的证明、支持类和一个测试类,它演示了类如何在运行时检索Super Type令牌。 简而言之,它允许您根据调用者传递的实际泛型参数委托其他实现。例子:

TimeSeries<Double>委托给使用Double[]的私有内部类 TimeSeries<OHLC>委托给一个私有内部类,该类使用ArrayList<OHLC>

See:

使用TypeTokens检索通用参数(web存档) 使用TypeTokens检索泛型参数(blog)

谢谢

Richard Gomes -博客


我知道这和刚才那个人问的完全不同。解决这个问题的另一种方法是反思。我的意思是,这并没有从泛型中获益,但它让你在某种程度上模拟你想要执行的行为(让狗叫,让鸭子嘎嘎叫,等等),而不考虑类型转换:

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

abstract class AnimalExample {
    private Map<String,Class<?>> friends = new HashMap<String,Class<?>>();
    private Map<String,Object> theFriends = new HashMap<String,Object>();

    public void addFriend(String name, Object friend){
        friends.put(name,friend.getClass());
        theFriends.put(name, friend);
    }

    public void makeMyFriendSpeak(String name){
        try {
            friends.get(name).getMethod("speak").invoke(theFriends.get(name));
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    } 

    public abstract void speak ();
};

class Dog extends Animal {
    public void speak () {
        System.out.println("woof!");
    }
}

class Duck extends Animal {
    public void speak () {
        System.out.println("quack!");
    }
}

class Cat extends Animal {
    public void speak () {
        System.out.println("miauu!");
    }
}

public class AnimalExample {

    public static void main (String [] args) {

        Cat felix = new Cat ();
        felix.addFriend("Spike", new Dog());
        felix.addFriend("Donald", new Duck());
        felix.makeMyFriendSpeak("Spike");
        felix.makeMyFriendSpeak("Donald");

    }

}

你在这里寻找的是抽象。多针对接口编写代码,就应该少做类型转换。

下面的例子是用c#编写的,但是概念是一样的。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Reflection;

namespace GenericsTest
{
class MainClass
{
    public static void Main (string[] args)
    {
        _HasFriends jerry = new Mouse();
        jerry.AddFriend("spike", new Dog());
        jerry.AddFriend("quacker", new Duck());

        jerry.CallFriend<_Animal>("spike").Speak();
        jerry.CallFriend<_Animal>("quacker").Speak();
    }
}

interface _HasFriends
{
    void AddFriend(string name, _Animal animal);

    T CallFriend<T>(string name) where T : _Animal;
}

interface _Animal
{
    void Speak();
}

abstract class AnimalBase : _Animal, _HasFriends
{
    private Dictionary<string, _Animal> friends = new Dictionary<string, _Animal>();


    public abstract void Speak();

    public void AddFriend(string name, _Animal animal)
    {
        friends.Add(name, animal);
    }   

    public T CallFriend<T>(string name) where T : _Animal
    {
        return (T) friends[name];
    }
}

class Mouse : AnimalBase
{
    public override void Speak() { Squeek(); }

    private void Squeek()
    {
        Console.WriteLine ("Squeek! Squeek!");
    }
}

class Dog : AnimalBase
{
    public override void Speak() { Bark(); }

    private void Bark()
    {
        Console.WriteLine ("Woof!");
    }
}

class Duck : AnimalBase
{
    public override void Speak() { Quack(); }

    private void Quack()
    {
        Console.WriteLine ("Quack! Quack!");
    }
}
}

是什么

public class Animal {
    private Map<String,<T extends Animal>> friends = new HashMap<String,<T extends Animal>>();

    public <T extends Animal> void addFriend(String name, T animal){
        friends.put(name,animal);
    }

    public <T extends Animal> T callFriend(String name){
        return friends.get(name);
    }
}

“有没有一种方法可以在不使用instanceof的额外参数的情况下在运行时找出返回类型?”

作为另一种解决方案,您可以像这样利用访问者模式。使动物抽象,使其实现可访问:

abstract public class Animal implements Visitable {
  private Map<String,Animal> friends = new HashMap<String,Animal>();

  public void addFriend(String name, Animal animal){
      friends.put(name,animal);
  }

  public Animal callFriend(String name){
      return friends.get(name);
  }
}

可访问的意思是Animal的实现愿意接受一个访问者:

public interface Visitable {
    void accept(Visitor v);
}

而一个visitor实现能够访问动物的所有子类:

public interface Visitor {
    void visit(Dog d);
    void visit(Duck d);
    void visit(Mouse m);
}

例如,Dog的实现是这样的:

public class Dog extends Animal {
    public void bark() {}

    @Override
    public void accept(Visitor v) { v.visit(this); }
}

这里的技巧是,当Dog知道它是什么类型时,它可以通过传递“this”作为参数来触发访问者v的相关重载访问方法。其他子类将以完全相同的方式实现accept()。

想要调用子类特定方法的类必须像这样实现Visitor接口:

public class Example implements Visitor {

    public void main() {
        Mouse jerry = new Mouse();
        jerry.addFriend("spike", new Dog());
        jerry.addFriend("quacker", new Duck());

        // Used to be: ((Dog) jerry.callFriend("spike")).bark();
        jerry.callFriend("spike").accept(this);

        // Used to be: ((Duck) jerry.callFriend("quacker")).quack();
        jerry.callFriend("quacker").accept(this);
    }

    // This would fire on callFriend("spike").accept(this)
    @Override
    public void visit(Dog d) { d.bark(); }

    // This would fire on callFriend("quacker").accept(this)
    @Override
    public void visit(Duck d) { d.quack(); }

    @Override
    public void visit(Mouse m) { m.squeak(); }
}

我知道它的接口和方法比您所期望的要多得多,但是它是一种标准的方法,可以用精确的零instanceof检查和零类型强制转换来处理每个特定的子类型。而且这一切都是以一种标准语言不可知的方式完成的,因此它不仅适用于Java,而且适用于任何面向对象语言。


我在我的lib kontraktor中做了以下事情:

public class Actor<SELF extends Actor> {
    public SELF self() { return (SELF)_self; }
}

子类化:

public class MyHttpAppSession extends Actor<MyHttpAppSession> {
   ...
}

至少这在当前类内部和具有强类型引用时是有效的。多重继承工作,但真的很棘手:)


此外,您还可以通过这种方式要求该方法以给定类型返回值

<T> T methodName(Class<T> var);

更多示例请参见Oracle Java文档


还有另一种方法,当你重写一个方法时,你可以缩小返回类型。在每个子类中,您必须重写callFriend以返回该子类。代价是callFriend的多次声明,但是可以将公共部分隔离到内部调用的方法中。对我来说,这似乎比上面提到的解决方案简单得多,并且不需要额外的参数来确定返回类型。


这里有很多很好的答案,但这是我在Appium测试中采用的方法,在该测试中,对单个元素的操作可能导致基于用户设置的不同应用程序状态。虽然它没有遵循OP的例子的惯例,但我希望它能帮助到一些人。

public <T extends MobilePage> T tapSignInButton(Class<T> type) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
    //signInButton.click();
    return type.getConstructor(AppiumDriver.class).newInstance(appiumDriver);
}

MobilePage是该类型扩展的超类,这意味着您可以使用它的任何子类(胡说) type.getConstructor(Param.class等)允许您与 类型的构造函数。这个构造函数在所有期望的类之间应该是相同的。 newInstance接受一个声明的变量,您希望将该变量传递给new objects构造函数

如果你不想抛出错误,你可以像这样捕获它们:

public <T extends MobilePage> T tapSignInButton(Class<T> type) {
    // signInButton.click();
    T returnValue = null;
    try {
       returnValue = type.getConstructor(AppiumDriver.class).newInstance(appiumDriver);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return returnValue;
}

下面是一个简单的版本:

public <T> T callFriend(String name) {
    return (T) friends.get(name); //Casting to T not needed in this case but its a good practice to do
}

完全工作的代码:

    public class Test {
        public static class Animal {
            private Map<String,Animal> friends = new HashMap<>();

            public void addFriend(String name, Animal animal){
                friends.put(name,animal);
            }

            public <T> T callFriend(String name){
                return (T) friends.get(name);
            }
        }

        public static class Dog extends Animal {

            public void bark() {
                System.out.println("i am dog");
            }
        }

        public static class Duck extends Animal {

            public void quack() {
                System.out.println("i am duck");
            }
        }

        public static void main(String [] args) {
            Animal animals = new Animal();
            animals.addFriend("dog", new Dog());
            animals.addFriend("duck", new Duck());

            Dog dog = animals.callFriend("dog");
            dog.bark();

            Duck duck = animals.callFriend("duck");
            duck.quack();

        }
    }

由于这个问题是基于假设的数据,这里有一个很好的例子,返回一个扩展Comparable接口的泛型。

public class MaximumTest {
    // find the max value using Comparable interface
    public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z) {
        T max = x; // assume that x is initially the largest

        if (y.compareTo(max) > 0){
            max = y; // y is the large now
        }
        if (z.compareTo(max) > 0){
            max = z; // z is the large now
        }
        return max; // returns the maximum value
    }    


    //testing with an ordinary main method
    public static void main(String args[]) {
        System.out.printf("Maximum of %d, %d and %d is %d\n\n", 3, 4, 5, maximum(3, 4, 5));
        System.out.printf("Maximum of %.1f, %.1f and %.1f is %.1f\n\n", 6.6, 8.8, 7.7, maximum(6.6, 8.8, 7.7));
        System.out.printf("Maximum of %s, %s and %s is %s\n", "strawberry", "apple", "orange",
                maximum("strawberry", "apple", "orange"));
    }
}