Java泛型(11)：潜在类型机制
2024-07-02 07:23:29
泛型的目标之一就是能够编写尽可能广泛应用的代码。
为了实现这一点，我们需要各种途径来放松对我们的代码将要作用的类型所做的限制，同时不丢失静态类型检查的好处。即写出更加泛化的代码。
Java泛型看起来是向这个方向迈进了一步。但是还是有一定的限制：
（1）当你在编写或使用只是持有对象<T>的泛型时，这些代码可以适用于任何类型。这些代码就可以真正应用于任何地方，因此相当泛化。
（2）当要在泛型类型上执行操作时，就会产生问题，因为擦除要求指定可能会用到的泛型类型的边界，以安全的调用代码中的泛型对象上的具体方法。
这是对泛化的明显限制。因为必须限制你的泛型类型，使它们继承特定类或实现特定接口。
某些编程语言（Python、C++）提供一种解决方案称为潜在类型机制，它只要求泛型代码实现某个方法的子集，而不是特定类或接口。
尽管Java不支持潜在类型机制，但这并不意味着有界泛型代码不能在不同的类型层次结构之间应用，只不过需要付出一些额外的努力。
（0）以下面例子作为原型：
1 interface Performs {
2 void speak();
3 void sit();
4 }
5 class Dog implements Performs {
6 @Override public void speak() { System.out.println("Dog Speaking..."); }
7 @Override public void sit() { System.out.println("Dog Sitting..."); }
8 public void run() { System.out.println("Dog Running..."); }
9 }
10 class Robot implements Performs {
11 @Override public void speak() { System.out.println("Robot Speaking..."); }
12 @Override public void sit() { System.out.println("Robot Sitting..."); }
13 public void calc() { System.out.println("Robot Calculating..."); }
14 }
15 class Actions {
16 public static void perform(Performs p) {
17 p.speak();
18 p.sit();
19 }
20 }
21 public class DogsAndRobots {
22 public static void main(String[] args) {
23 Actions.perform(new Dog());
24 Actions.perform(new Robot());
25 }
26 }（1）反射
1 import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
2 import java.lang.reflect.Method;
3
4 class Dog1 {
5 public void speak() { System.out.println("Dog1 Speaking..."); }
6 public void sit() { System.out.println("Dog1 Sitting..."); }
7 public void run() { System.out.println("Dog1 Running..."); }
8 }
9 class Robot1 {
10 public void speak() { System.out.println("Robot1 Speaking..."); }
11 public void sit() { System.out.println("Robot1 Sitting..."); }
12 public void calc() { System.out.println("Robot1 Calculating..."); }
13 }
14 class Actions1 {
15 public static void perform(Object obj) {
16 Class<?> objClass = obj.getClass();
17 try {
18 Method speak = objClass.getMethod("speak");
19 speak.invoke(obj);
20 Method sit = objClass.getMethod("sit");
21 sit.invoke(obj);
22 } catch (NoSuchMethodException | InvocationTargetException | IllegalAccessException e) {
23 e.printStackTrace();
24 }
25 }
26 }
27 public class DogsAndRobots1 {
28 public static void main(String[] args) {
29 Actions1.perform(new Dog1());
30 Actions1.perform(new Robot1());
31 }
32 }（2）将一个方法应用于序列 (apply方法可以接受任何实现Iterable接口的事物，然而，这样的代码还是不够泛化。)
1 import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
2 import java.lang.reflect.Method;
3 import java.util.ArrayList;
4 import java.util.List;
5
6 class Dog2 {
7 public void speak() { System.out.println("Dog2 Speaking..."); }
8 public void sit() { System.out.println("Dog2 Sitting..."); }
9 public void run(int length) { System.out.println("Dog2 runs " + length + " miles."); }
10 }
11
12 class SmartDog extends Dog2 {}
13
14 class Actions2 {
15 // PECS
16 public static <T, S extends Iterable<? extends T>> void apply(S seq, Method f, Object... args) {
17 seq.forEach(p -> {
18 try {
19 f.invoke(p, args);
20 } catch (IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
21 e.printStackTrace();
22 }
23 });
24 }
25 }
26
27 class FilledList<T> extends ArrayList<T> {
28 // PECS
29 public FilledList(Class<? extends T> type, int size) throws Exception {
30 for(int i = 0; i < size; i++) {
31 add(type.newInstance());
32 }
33 }
34 }
35
36 public class DogsAndRobots2 {
37 public static void main(String[] args) throws Exception {
38 List<Dog2> dog2s = new ArrayList<>();
39 for (int i = 0; i < 3; i++) {
40 dog2s.add(new Dog2());
41 }
42 Actions2.apply(dog2s, Dog2.class.getMethod("speak"));
43 Actions2.apply(new FilledList<>(SmartDog.class, 2), SmartDog.class.getMethod("run", int.class), 1);
44 }
45 }（3）用适配器仿真潜在类型机制
1 import java.util.*;
2
3 interface Addable<T> { void add(T t); }
4
5 interface Generator<T> { T next(); }
6
7 class SimpleQueue<T> implements Iterable<T> {
8 private LinkedList<T> storage = new LinkedList<T>();
9 public void add(T t) { storage.offer(t); }
10 public T get() { return storage.poll(); }
11 public Iterator<T> iterator() {
12 return storage.iterator();
13 }
14 }
15
16 class Dog3 {
17 public void speak(){ System.out.println("Dog2 Speaking..."); }
18 public void sit() { System.out.println("Dog2 Sitting..."); }
19 public void run(int length) { System.out.println("Dog2 runs " + length + " miles."); }
20 }
21
22 class BigDog extends Dog3 {}
23 class SmallDog extends Dog3 {}
24
25 class Fill {
26 // Classtoken version:
27 public static <T> void fill(Addable<T> addable, Class<? extends T> classToken, int size) {
28 for (int i = 0; i < size; i++)
29 try {
30 addable.add(classToken.newInstance());
31 } catch (Exception e) {
32 throw new RuntimeException(e);
33 }
34 }
35
36 // Generator version:
37 public static <T> void fill(Addable<T> addable, Generator<T> generator, int size) {
38 for (int i = 0; i < size; i++)
39 addable.add(generator.next());
40 }
41 }
42
43 // To adapt a base type, you must use composition.
44 // Make any Collection Addable using composition:
45 class AddableCollectionAdapter<T> implements Addable<T> {
46 private Collection<T> c;
47
48 public AddableCollectionAdapter(Collection<T> c) {
49 this.c = c;
50 }
51
52 public void add(T item) {
53 c.add(item);
54 }
55 }
56
57 // A Helper to capture the type automatically:
58 class Adapter {
59 public static <T> Addable<T> collectionAdapter(Collection<T> c) {
60 return new AddableCollectionAdapter<>(c);
61 }
62 }
63
64 // To adapt a specific type, you can use inheritance.
65 // Make a SimpleQueue Addable using inheritance:
66 class AddableSimpleQueue<T> extends SimpleQueue<T> implements Addable<T> {
67 public void add(T item) { super.add(item); }
68 }
69
70 public class DogsAndRobots3 {
71 public static void main(String[] args) {
72 List<Dog3> dog3s = new ArrayList<>();
73 // Adapt a Collection:
74 Fill.fill(new AddableCollectionAdapter<>(dog3s), BigDog.class, 3);
75 // Helper method captures the type:
76 Fill.fill(Adapter.collectionAdapter(dog3s), SmallDog.class, 2);
77 for(Dog3 elem : dog3s) {
78 System.out.println(elem.getClass().getSimpleName());
79 }
80 System.out.println("----------------------");
81 // Use an adapted class:
82 AddableSimpleQueue<Dog3> dog3Queue = new AddableSimpleQueue<>();
83 Fill.fill(dog3Queue, BigDog.class, 4);
84 Fill.fill(dog3Queue, SmallDog.class, 1);
85 for(Dog3 elem : dog3Queue) {
86 System.out.println(elem.getClass().getSimpleName());
87 }
88 // BigDog
89 // BigDog
90 // BigDog
91 // SmallDog
92 // SmallDog
93 // ----------------------
94 // BigDog
95 // BigDog
96 // BigDog
97 // BigDog
98 // SmallDog
99 }
100 }转载于:https://www.cnblogs.com/storml/p/8331543.html
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