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?
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。
“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。
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();
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"));
}
}
