java - 如何使用类型参数实现容器/元素类？

我的问题简短而抽象：

我想实现一个Container类，该类由其包含的元素的Element类类型（即Container<T extends Element>）进行类型参数化。到目前为止，还没有什么特别的。但是：Element类及其子类应提供将register实例添加到给定Element类（即Container）的register(Container<? super xxx> container) { ...}方法。

我认为该问题应通过以下方式解决。但是，以下代码无效。特别是，ElementBasis#register和Sub1Element#register中的类型参数会导致名称冲突。我仍然认为应该找到适当解决该问题的办法。

public interface Element {
  void register(Container<T super Element> container);
}

public class ElementBasis {
  @Override
  void register(Container<? super ElementBasis> container) {
    container.add(this);
  }
}

public class Sub1Element extends ElementBasis {
  // ...
  @Override
  void register(Container<? super Sub1Element> container) {
    container.add(this);
  }
}

public class Sub2Element extends ElementBasis {
  // ...
}

此外，我希望能够通过提供ElementGroup的Element子类来为元素提供结构：

public class ElementGroup<T extends Element> extends ElementBasis {
  // ...
  @Override
  void register(Container<? super T> container) {
    foreach(T member : groupMemebers) {
      container.add(member)
    }
  }
}

我还尝试通过参数化Element类来解决该问题，以便可以在register方法中使用其类型参数。不幸的是没有成功。

谁能找到合适的实现方式？

最佳答案

与其他一些语言不同。 Java没有提供表示“此类”的关键字。因此，没有简单的方法来强制register仅接受类型为Container的? super this class。结果，使container.add(this);线正常工作是有问题的。

一种可能的解决方法是使Element通用，如here所述。这种方法存在各种问题（我个人非常不喜欢它），包括“ getThis技巧”已解决的问题。

一个问题是它不能轻易地与3个类/接口组成的链一起使用

Sub1Element extends ElementBasis implements Element

如果使ElementBasis和Element通用，则可以执行此操作（链接问题的所有解决方案仅包含长度为2的链）。为了简单起见，在这里我用Collection代替了Container。

public interface Element<E extends Element<E>> {
    void register(Collection<? super E> container);
}

public class ElementBasis<E extends ElementBasis<E>> implements Element<E> {
    @Override
    public void register(Collection<? super E> collection) {
        collection.add((E) this);     // Unchecked cast
    }
}

public class Sub1Element<E extends Sub1Element<E>> extends ElementBasis<E> {
    @Override
    public void register(Collection<? super E> collection) {
        collection.add((E) this);     // Unchecked cast
    }
}

确实可以，但是由于ElementBasis是具有自引用约束的具体泛型类，因此只能将其与通配符一起使用。

编译干净：

ElementBasis<?> e = new ElementBasis<>();
List<ElementBasis<?>> list = new ArrayList<>(Arrays.<ElementBasis<?>>asList(e, e));
e.register(list);
System.out.println(list);

但是，通配符非常混乱，一开始似乎是不必要的（尽管不是必需的）。

考虑到这种方法的所有问题，我会避免使用它。

我的首选方法是摆脱所有类型参数，停止尝试使register成为Element的成员，而改用静态方法。

public static <E extends Element> void register(E e, Collection<? super E> collection) {
    collection.add(e);
}