java - 涉及实现接口(interface)的实现问题

Question

我正在为不同类型的树编写一组集合类。我这样做是作为一种学习练习，我也希望它能成为有用的东西。我真的很想以正确的方式做到这一点，所以我一直在阅读 Effective Java我也一直在研究 Joshua Bloch 通过查看源代码实现集合类的方式。我似乎很清楚正在做什么，但我还有一些事情需要解决。

我有一个 Node<T>界面和一个AbstractNode<T>实现 Node 的类界面。然后我创建了一个 GenericNode<T> (一个节点可以有 0 到 n 个子节点，并且是 n 叉树的一部分)扩展 AbstractNode<T> 的类并实现 Node<T> .这部分很简单。

接下来，我创建了一个 Tree<T>界面和一个AbstractTree<T>实现 Tree<T> 的类界面。之后，我开始写一个 GenericTree<T>扩展 AbstractTree<T> 的类并实现 Tree<T> .这是我开始遇到问题的地方。

就设计而言，GenericTree<T>只能由 GenericTreeNode<T> 类型的节点组成.这包括根。在我的 Tree<T>我的界面:

public interface Tree<T> {

    void setRoot(Node<T> root);

    Node<T> getRoot();

    List<Node<T>> postOrder();

    ... rest omitted ...
}

并且，AbstractTree<T>实现这个接口(interface):

public abstract class AbstractTree<T> implements Tree<T> {

    protected Node<T> root;

    protected AbstractTree() {
    }

    protected AbstractTree(Node<T> root) {
        this.root = root;
    }

    public void setRoot(Node<T> root) {
        this.root = root;
    }

    public Node<T> getRoot() {
        return this.root;
    }

    ... rest omitted ...
}

在GenericTree<T> ，我可以有:

public GenericTree(Node<T> root) {
   super(root);
}

但这意味着您可以使用 Node<T> 的任何子类型创建通用树.您还可以将树的根设置为 Node<T> 的任何子类型.我希望能够将节点的类型限制为它可以表示的树的类型。要解决这个问题，我可以这样做:

public GenericTree(GenericNode<T> root) {
   super(root);
}

然而，setRoot仍然接受 Node<T> 类型的参数.这意味着用户仍然可以使用错误类型的根节点创建树。我如何强制执行此约束？我能想到的唯一方法是:

• 做一个instanceof它将检查限制在运行时。我不太喜欢这个。
• 删除 setRoot从接口(interface)并让基类实现此方法。这意味着它不是合约的一部分，任何想要制作新型树的人都需要记住实现此方法。

有没有更好的办法？

我的第二个问题是关于 postOrder 的返回类型这是 List<Node<T>> .这意味着如果用户在 GenericTree<T> 上操作对象和调用 postOrder , 他或她收到一个包含 Node<T> 的列表对象。这意味着在遍历(使用 foreach 构造)时，它们将执行显式转换为 GenericNode<T>。如果他们想使用仅在该类中定义的方法。我不喜欢把这种负担加在用户身上。在这种情况下我有什么选择？我只能考虑从接口(interface)中删除该方法并让子类实现此方法，确保它返回 Node<T> 的适当子类型列表。 .然而，这再次将它从合约中删除，任何想要创建一种新型树的人都必须记住实现这个方法。有没有更好的办法？

Answer 1

我认为您是本末倒置。

实现 Tree<T> 的几个具体实例和 Node<T> .只有在那之后分析他们有什么共同的实现，然后才实现你的 Abstract类，如果他们在这一点上仍然有意义的话。

编辑

回答你的第二个问题:

如果简单Node<T>不会在你的 Tree 中削减它接口(interface)，那么你别无选择，只能为通用接口(interface)声明第二个参数并在其上设置边界，如下所示

public interface Tree<
  T,
  TNode extends Node< T >
>
{

    void setRoot(TNode root);

    TNode getRoot();

    List<TNode> postOrder();

    ... rest omitted ...
}

然后是抽象树

public abstract class AbstractTree<
  T,
  TNode extends Node< T >
> implements Tree<T, TNode> {

  protected TNode root;

  protected AbstractTree(TNode root) {
    this.root = root;
  }

  ...
}

然后是泛型树

public class GenericTree< T >
  extends AbstractTree< T, GenericNode< T > >
{

  public GenericTree ( GenericNode< T > root )
  {
    super( root );
  }

  @Override
  public List< GenericNode< T > > postOrder ( )
  {
    ...
  }
  ...
}