java - 递归通用用法

Question

编辑：“我从'erickson'那里收到了一个非常相关的答案，但是存在一个附带问题（向上投射？），这个问题在我的原始示例中并未明确涵盖，并且无法用他的答案解决。我将该示例扩展到涵盖了另一个问题，我已在本文结尾处将其包括在内。感谢您的帮助。

我目前正面临Java泛型的问题，该问题与被称为"Curiously Recurring Generic Pattern"的东西有关。阅读了乔恩·斯凯特（Jon Skeet）对这个问题"java enum definition"的回答后，我以为我找到了解决方案。但是，当我尝试将其应用到代码中时，发现自己遇到了其他问题。

我想出了一个“小”示例，其中出现了我所面临的问题。我希望它将足够清楚地说明我的问题。

示例说明：我想构建一个节点类型可以变化的图形。我定义了一个抽象类Node，它定义了一些基本方法，以及一个实现这些方法的具体类，即ConcreteNode。我还创建了一个名为City的ConcreteNode专业化产品。

在给定图中，一个重要的要求是所有元素都应由其相同的类型或子类型组成，即，ConcreteNode的图形只能包含ConcreteNodes或Cities。

这些是我的课程的定义：

abstract class Node<T extends Node<T>>
class ConcreteNode<T extends ConcreteNode<T>> extends Node<T>
class City extends ConcreteNode<City>

这些定义使用在Enum类的定义中也可以找到的“重复通用模式”：

Class Enum<E extends Enum<E>>

问题：使用这些类时遇到问题。如果我必须停留在层次结构中的城市级别（即将城市连接到城市），我没有问题，但是在尝试访问其他类时遇到很大的问题。

在以下代码中，我的问题可以在GraphUtil方法的签名中看到：


addNewNeighbors1a使用原始类型Node，但至少可以使用。
addNewNeighbors1b使用Node类型，但根本不编译（错误包含在代码中）。
addNewNeighbors1c为Node使用了一个更复杂的参数，我希望它可以正常工作，但无法编译（错误包含在代码中）。
addNewNeighbors3对Node使用复杂的参数，但是即使node和newNode的参数相同，也不会再次编译。


综上所述，我的问题是如何对自己参数化的这些泛型类型进行转换？

假设这些方法将位于对City甚至ConcreteNode一无所知的库中，我将非常高兴获得有关GraphUtil方法的最佳签名的帮助。

谢谢你们。

这是示例的完整代码

package test.city;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;

public class TestCity {
    abstract class Node<T extends Node<T>> {
    public abstract void addNeighbor(T n);
    public abstract void addNeighbors(Collection<? extends T> nodes);
    public abstract Collection<T> neighbors();
    }

    class ConcreteNode<T extends ConcreteNode<T>> extends Node<T> {
    protected Collection<T> _neighbors = new ArrayList<T>();

    @Override
    public void addNeighbor(T n) {
        _neighbors.add(n);
    }

    @Override
    public void addNeighbors(Collection<? extends T> nodes) {
        _neighbors.addAll(nodes);
    }

    @Override
    public Collection<T> neighbors() {
        return _neighbors;
    }
    }

    class City extends ConcreteNode<City> {
    protected String _name;

    public City(String name) {
        _name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return _name;
    }
    }

    public TestCity() {
    City nyc = new City("NYC");
    nyc.addNeighbor(new City("Boston"));
    nyc.addNeighbor(new City("Wash"));

    GraphUtil.print("Printing cities", nyc.neighbors());

    GraphUtil.printNeighbors1(nyc);
    GraphUtil.printNeighbors2(nyc);
    GraphUtil.printNeighbors3(nyc);
    GraphUtil.printNeighbors4(nyc);
    GraphUtil.addNewNeighbors1a(nyc, new City("Miami"));
    GraphUtil.addNewNeighbors2(nyc, new City("NewOr"));
    GraphUtil.addNewNeighbors3(nyc, new City("Dallas"));
    }

    static class GraphUtil {
    static void printNeighbors1(Node<?> node) {
        print("Nodes", node.neighbors());
    }

    static void printNeighbors2(ConcreteNode<?> node) {
        print("Concrete nodes", node.neighbors());
    }

    static void printNeighbors3(Node<? extends Node<?>> node) {
        print("Nodes2", node.neighbors());
    }

    static void printNeighbors4(ConcreteNode<? extends ConcreteNode<?>> node) {
        print("Concrete nodes2", node.neighbors());
    }

    static void addNewNeighbors1a(Node node, City newNode) {
        node.addNeighbor(newNode);
        print("Add city to node", node.neighbors());
    }

    static void addNewNeighbors1b(Node<?> node, City newNode) {
        // node.addNeighbor( newNode ); <---- DOES NOT COMPILE!!!
        // The method addNeighbor(capture#8-of ?) in the type
        // TestCity.Node<capture#8-of ?>
        // is not applicable for the arguments (TestCity.City)
    }

    static void addNewNeighbors1c(Node<? extends Node<?>> node, City newNode) {
        // node.addNeighbor( newNode ); <---- DOES NOT COMPILE!!!
        // The method addNeighbor(capture#9-of ? extends TestCity.Node<?>)
        // in the type
        // TestCity.Node<capture#9-of ? extends TestCity.Node<?>> is not
        // applicable for the arguments (TestCity.City)

    }

    static void addNewNeighbors2(Node node, ConcreteNode newNode) {
        node.addNeighbor(newNode);
        print("Add concrete node to node", node.neighbors());
    }

    static void addNewNeighbors3(Node<? extends Node<?>> node,
        Node<? extends Node<?>> newNode) {
        // node.addNeighbor( newNode ); <---- DOES NOT COMPILE!!!
        // The method addNeighbor(capture#8-of ? extends TestCity.Node<?>)
        // in the type
        // TestCity.Node<capture#8-of ? extends TestCity.Node<?>> is not
        // applicable for the arguments
        // (TestCity.Node<capture#10-of ? extends TestCity.Node<?>>)
    }

    static void print(String msg, Collection<?> col) {
        System.out.println(msg + ": " + Arrays.toString(col.toArray()));
    }
    }

    public static void main(String[] args) {
    new TestCity();
    }

}

运行此代码的输出如下（一点也不奇怪）：

Printing cities: [Boston, Wash]
Nodes: [Boston, Wash]
Concrete nodes: [Boston, Wash]
Nodes2: [Boston, Wash]
Concrete nodes2: [Boston, Wash]
Add city to node: [Boston, Wash, Miami]
Add concrete node to node: [Boston, Wash, Miami, NewOr]

问题的第二部分

我认为原始解决方案中也存在一个相关问题，因为我认为该解决方案也将适用。

现在，我向GraphUtil添加了以下方法：

static <T extends Node<T>> T getSomeNeighbor(T node) {
    return node.neighbors().iterator().next();
}

从我的主班我正在尝试以下方法：

City someCity = GraphUtil.getSomeNeighbor(nyc); 
someCity.addNeighbor(new City("London")); // OK

ConcreteNode someCN1 = GraphUtil.getSomeNeighbor(nyc); 
someCN1.addNeighbor(new City("Paris")); // OK, but raw

ConcreteNode<?> someCN2 = GraphUtil.getSomeNeighbor(nyc); 
someCN2.addNeighbor(new City("Berlin")); // Does not compile

ConcreteNode<?> nc = new City("");
nc.addNeighbor(new City("Bern")); // Does not compile

第一种情况有效，因为我知道返回的具体类型，并且它与参数中提供的类型一致。

在第二和第三种情况下，我假设我不知道城市类型。第二种情况可行，但我使用的是原始类型ConcreteNode。

在第三种情况下，第二行出现编译错误：“类型为TestCity.ConcreteNode的方法addNeighbor（capture＃3-of？）不适用于参数（TestCity.City）。”

在该示例中，我使用'new City（“-”）'作为参数，因为我不知道如何向上转换它们。在第四种情况下，我尝试将City转换为ConcreteNode，但失败了。当前的编译器错误如下：“类型为TestCity.ConcreteNode的方法addNeighbor（capture＃4-of？）不适用于参数（TestCity.City）”

问题：


如何在不知道城市类型的情况下修复案例2和3？
如何将City广播到ConcreteNode（或Node）？


谢谢你的帮助。

Answer 1

您可以创建通用方法以及通用类型。使用这些，可以像这样解决GraphUtils中的问题方法：

static <T extends Node<T>> void addNewNeighbors1a(T node, T newNode)
{
  node.addNeighbor(newNode);
  print("Add city to node", node.neighbors());
}

static <T extends Node<T>> void addNewNeighbors2(T node, T newNode)
{
  node.addNeighbor(newNode);
  print("Add concrete node to node", node.neighbors());
}

嘿，等一下...这些是相同的方法！

事实证明，由于它们仅依赖于 Node的接口，因此您只需要其中一个即可处理任何 Node实现。

在将来，您可能会发现有必要像下面这样更改 Node接口：

public abstract <S extends T> void addNeighbor(S n);