Java:静态父/子变量和方法

Question

我试图在Java中创建一个父类，它将静态变量传递给它的每个子类，以便每个子类都有自己的副本。

下面是代码示例:

import java.util.*;

public class JavaFiddle {
    public static void main(String[] args) {
        Animal rex = new Dog("Rex", 3.2, 'M');
        Animal luna = new Dog("Luna", 1.2, 'M');
        Animal sadie = new Dog("Sadie", 0.1, 'F');
        Animal daisy = new Dog("Daisy", 5.9, 'F');
        Animal snowball = new Cat("Snowball", 3.8, 'M');
        Animal tiger = new Cat("Tiger", 9.8, 'M');

        System.out.println(Dog.getCount()); // output => 4
        System.out.println(Cat.getCount()); // output => 2
    }
}

class Animal {
    protected static final List<Animal> list = new ArrayList<>(); // Each child class should get it's own static list

    String name;
    double age;
    char gender;


    Animal (String name, double age, char gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;

        list.add(this); // This should add the child object to the the static list in the child class
    }

    public static int getCount() { // This should return the size of the static list for the child class
        return list.size();
    }
}

class Dog extends Animal {
    protected static final List<Dog> list = new ArrayList<>(); // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.

    Dog (String name, double age, char gender) {
        super(name, age, gender);

        list.add(this); // I don't want to have to add this for each child class. It should just be added from the parrent.
        // other stuff
    }

    public static int getCount() { // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.
        return list.size();
    }
}

class Cat extends Animal {
    protected static final List<Cat> list = new ArrayList<>(); // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.

    Cat (String name, double age, char gender) {
    super(name, age, gender);

        list.add(this); // I don't want to have to add this for each child class. It should just be added from the parrent.
        // other stuff
    }

    public static int getCount() { // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.
        return list.size();
    }
}

我不想在每个子类中重新创建每个类和变量。这有点违背了拥有 parent 的目的。

这是否可能，或者我是否必须为每个人构建它？我想我也许可以用 <T> 来做到这一点就像他们这样做的方式 List<T> ...但我对此了解不够，甚至不知道它叫什么。

任何帮助都会很棒。

Answer 1

其他答案中概述了如何做到这一点的技术解决方案。

但除此之外，我在这里有一个明显的非答案:不要这样做!

假设我们正在谈论“现实世界”的 OO 设计和最佳实践 - 那么问题中显示的代码将提供数小时的广泛“为什么不这样做 OO”讨论的 Material :

静态在良好的 OOP 中更像是一种异常。将字段暴露给子类的想法也是如此。 OOP 中的关键是多态性——通过子类化和重写方法来改变行为的能力。一旦开始使用静态就告别多态性。然后:字段是一个实现细节 - 它们不应该被其他类使用。

如果您忽略这些基本规则，您最终会得到到处都是紧密耦合的代码。使用不同类的想法是构建可以尽可能独立工作的独立单元。

你的方法归结起来与此完全相反。您很可能无法在一个地方进行单一更改 - 因为您很可能在大多数时间都必须更改其他地方。

从这个意义上说:退后一步，重新审视您想要解决的问题。然后提出一个遵循良好的 OOP 实践的设计——而不是否定它们。

给出一些更实际的建议:乍一看，在类中拥有一个计算实例数量的静态列表可能看起来非常方便。但这直接违反了Single Responsibility Principle 。你看，真正的“业务逻辑对象应该有一个非常明确的目的。你创建类，并实例化这些类的对象，因为它在你的模型中有意义。你的模型，是你的“现实世界”事物的模型。打算代表。来自那里:狗或猫知道其他狗或猫吗？不是真的。你的代码也应该如此。如果你有充分的理由保留“实例化对象列表” - 然后为此使用特定的类。您试图使动物也成为动物列表管理器。为了实现您零的需求无论如何使用静态。您可以使用工厂来创建对象，并且该工厂可以使用 ListKeeper 实现。只是为了记录:您知道，简单地将引用保留在这样的列表中会导致内存泄漏？因为这些对象永远不会变成垃圾，所以你只需不断添加新对象...

所以，再说一次:您不需要或不想要那个静态继承列表 - 因为在一个好的面向对象模型中，您将有一个不同的类负责管理这些事情。

想象一下，在某一时刻，单个列表不再起作用。也许您想将不同的狗组织到不同的列表中？这意味着您必须更新 Dog 类 - 尽管“在不同列表中组织 Dogs”与 Dog 类本身无关。

然后你希望你的类是 open for extension but closed for modification 。在你的情况下，这宁愿看起来像这样:

public abstract class Animal {
  private final String name;

  public Animal(String name) { 
    this.name = Objects.requireNonNull(name, "name must not be null"); }

  private final String getName() { return name; }

  public abstract foo();
  public abstract String getEnhancedName();

换句话说:只有在有充分理由的情况下才使用“ protected ”和“字段继承”。因为，正如所说:字段是实现细节 - 并且没有其他类(无论是你的 child )应该知道这些事情。或者您是否让您的 child 可以使用您的信用卡？不 - 如果您提供了一个“ setter/getter ”，可以让您保持一定程度的控制。您不能只是把钱包放在 table 上然后告诉您的 child :“现在就可以随意使用我的信用卡了”。