泛化中的 Java 泛型和 ClassCastException

Question

它可能不相关，但这是在 Android 2.3.3 下，我使用 openjdk7。

我正在尝试使用物体的加速度值计算物体的速度和位移，给定 3 个空间加时间的坐标。为此，我创建了一个名为 Coord4D 的类，Velocity、Displacement 和 Acceleration 是此类的子类。像这样:

Coord4D:

class Coord4D {

    // Statics //
    private static final long ONE_TO_NANO_FACTOR = 1000000000;

    // Members //
    private long key;
    private float xValue;
    private float yValue;
    private float zValue;

  // ... more ...
}

以及继承类 Velocity 的示例:

public class Velocity extends Coord4D{

  // ... members and methods and stuff ...

}

现在是问题。在 Coord4D 中，我概括了从导数中获得反导数的方法。例如，我想在给定两个 Acceleration 实例(过去和当前)和前一帧的 Velocity 实例的情况下检索一个 Velocity 实例。

当方法在 Displacement 和 Velocity 中时一切正常，但我发现它是多余的，因为两者都在计算完全相同的东西，而且我讨厌将相同的代码行写两次。所以我决定将这些方法移到 Coord4D 中，并像这样使用泛型:

protected static <Derivative extends Coord4D, 
AntiDerivative extends Coord4D> AntiDerivative getIntegrationStep(
        Derivative previous, 
        Derivative current, 
        AntiDerivative previousStep){

    // Time is in nanoseconds, must change it in seconds
    float dT = ( current.getTime() - previous.getTime() ) 
            / ONE_TO_NANO_FACTOR;

    // Parameters have seconds for unit : ..., ?*s, ?, ?/s, ?/s², ... 
    float dX = current.getX() - previous.getX();
    float dY = current.getY() - previous.getY();
    float dZ = current.getZ() - previous.getZ();


    // do the integration step and add the previous step value
    float x = dX * dT + previousStep.getX();
    float y = dY * dT + previousStep.getY();
    float z = dZ * dT + previousStep.getZ();

    return (AntiDerivative) new Coord4D(current.getTime(), x, y, z);
}

并且 Velocity 和 Displacement 对象具有此方法(示例来自 Velocity)。

public static Velocity getVelocity(Acceleration previousAccel, 
        Acceleration currentAccel, 
        Velocity initialVelo) {

    return getIntegrationStep(previousAccel, 
            currentAccel, 
            initialVelo); 

}

现在，出于某种原因，这一行

return getIntegrationStep(previousAccel, currentAccel, initialVelo);

导致 ClassCastException。我不明白为什么，因为我认为我对泛型的逻辑很好。谁能帮我找出问题所在？

堆栈跟踪(来自 LogCat):

W/dalvikvm(8891): threadid=1: thread exiting with uncaught exception (group=0x4001d648)
E/AndroidRuntime(8891): FATAL EXCEPTION: main
E/AndroidRuntime(8891): java.lang.ClassCastException: me.aybabt.android.prototypes.physics.Coord4D
E/AndroidRuntime(8891):     at me.aybabt.android.prototypes.physics.Velocity.getVelocity(Velocity.java:40)
E/AndroidRuntime(8891):     at me.aybabt.android.prototypes.AcceleratorActivity.onSensorChanged(AcceleratorActivity.java:199)
E/AndroidRuntime(8891):     at android.hardware.SensorManager$ListenerDelegate$1.handleMessage(SensorManager.java:539)
E/AndroidRuntime(8891):     at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)
E/AndroidRuntime(8891):     at android.os.Looper.loop(Looper.java:150)
E/AndroidRuntime(8891):     at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:4293)
E/AndroidRuntime(8891):     at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
E/AndroidRuntime(8891):     at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:507)
E/AndroidRuntime(8891):     at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:849)
E/AndroidRuntime(8891):     at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:607)
E/AndroidRuntime(8891):     at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)

Answer 1

这一行

return (AntiDerivative) new Coord4D(current.getTime(), x, y, z);

无法工作。

AntiDerivate 是 Coord4D 的子类。你不能从一个类转换到它的子类。 (只有另一个方向有效。)

您可以做什么:您不使用 new Coord4D 而是获取 previousStep 的类，它是 Antiderivate 的一个实例，并使用 Class.newInstance() 创建您想要的新实例返回。