java - 创建与子类相同类型的对象

Question

我正在设计一个遗传算法库，目前正在构建 Genome 类。此类包括几种用于创建、变异、交叉和评估基因组的方法，并将成为该库的核心。这个抽象类有两个子类StaticGenome和VariableGenome。这些类为固定或可变长度基因组提供附加功能。

最终，任意两个基因组的交叉应该独立于基因组类型。也就是说，singlePointCrossover(Genome parent2) 方法接受两个基因组，并返回一个新的 Genome 对象，它是两个父基因组的特殊组合。但是，因为 Genome 是一个抽象类，我不能实例化一个新的 Genome 对象，因为它是后代。

如何从父类(super class)返回与子类类型相同的新对象？

如有任何帮助，我们将不胜感激。

基因组类:

public abstract class Genome <ElementType> {
    private String name;
    private List<AbstractGenomeElement<ElementType> > elements;

    // Mutation Methods //////////////////////////////////////////////
    public AbstractGenomeElement<ElementType> mutateElement(AbstractGenomeElement<Integer> element) {
        return this.mutateElementAtIndex(this.getElements().indexOf(element));
    }

    public AbstractGenomeElement<ElementType> mutateElementAtIndex(int i) {
        return this.getElement(i).mutate();
    }

    // Crossover Methods //////////////////////////////////////////////
    public Genome<ElementType> singlePointCrossover(Genome<ElementType> genome2){
        return multiPointCrossover(genome2, 1);
    }

    public Genome<ElementType> twoPointCrossover(Genome<ElementType> genome2){
        return multiPointCrossover(genome2, 2);
    }

    public Genome<ElementType> multiPointCrossover(Genome<ElementType> genome2, int crosses){
        List<AbstractGenomeElement<ElementType>> newElements= new ArrayList<AbstractGenomeElement<ElementType>>();
        Integer nums[] = new Integer[length-1];

        for (int i = 0; i < length-1; i++) { nums[i] = i+1; }

        List<Integer> shuffled = Arrays.asList(nums);
        Collections.shuffle(shuffled);
        shuffled = shuffled.subList(0, crosses);
        boolean selectFromParentA = true;
        for(int i = 0; i < length; i++){
            if(shuffled.contains((Integer)i)){
                selectFromParentA = !selectFromParentA;
            }
            if(selectFromParentA) newElements.add(this.getElement(i));
            else newElements.add(genome2.getElement(i));
        }
        // Code fails at this point. "Can not instantiate the type Genome"
        return new Genome<ElementType>(name, newElements);
    }
}

两个子类:

public class StaticGenome<ElementType> extends Genome<ElementType> {

}

public class VariableGenome<ElementType> extends Genome<ElementType> {

}

以及我用于测试的主要方法:

public static void main(String [] args){
    Genome<IntegerElement> genomeA = new StaticGenome<IntegerElement>("Genome A", 50);
    Genome<IntegerElement> genomeB = new StaticGenome<IntegerElement>("Genome B", 50);

    Genome<IntegerElement> offspring = genomeB.uniformCrossover(genomeA.elementCrossover(genomeA.multiPointCrossover(genomeB, 3)));
    offspring.setName("Offspring");
    System.out.println(offspring);
}

Answer 1

可以在抽象类中引入如下方法，并在子类中实现。

protected abstract Genome<ElementType> newInstance(String name, List<AbstractGenomeElement<ElementType>> elements);

当子类实现它时，它们可以返回正确的实例。即:他们自己的新实例。在您的交叉方法中，您可以调用此方法而不是执行“新基因组”