类<T>到解析器的 <T>Java 泛型映射

Question

我有一个解析数据流的类。每个数据块被称为CCD_ 1。有很多不同种类的Box。我想为每种盒子都有一个不同的Parser。因此，基本上我需要一个Registry或类似的东西，它可以让我为每个Box提取正确的解析器。以下是我的问题的简化版本：

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class GenericsTest {
    class Box {
        private String data;
        public String getData() {
            return data;
        }
    }
    class BoxA extends Box {
        private String adata;
        BoxA( String adata ) {
            this.adata = adata;
        }
        public String getAData() {
            return adata;
        }
    }
    class BoxB extends Box {
        private String bdata;
        BoxB( String bdata ) {
            this.bdata = bdata;
        }
        public String getBData() {
            return bdata;
        }
    }
    interface Parser<T> {
        public void parse( T box );
    }
    class ParserA implements Parser<BoxA> {
        @Override
        public void parse( BoxA box ) {
            System.out.print( "BoxA: " + box.getAData() );
        }
    }
    class ParserB implements Parser<BoxB> {
        @Override
        public void parse( BoxB box ) {
            System.out.print( "BoxB: " + box.getBData() );
        }
    }
    class Registry {
        Map<Class<?>, Parser<?>> unsafeMap = new HashMap<>();
        <T extends Box, S extends Parser<T>> void add( Class<T> clazz, S parser ) {
            unsafeMap.put( clazz, parser );
        }
        <T extends Box> boolean containsKey( Class<T> clazz ) {
            return unsafeMap.containsKey( clazz );
        }
        @SuppressWarnings( "unchecked" )
        <T extends Box, S extends Parser<T>> S get( Class<T> clazz ) {
            return (S) unsafeMap.get( clazz );
        }
    }
    public void runTest() {
        Registry registry = new Registry();
        registry.add( BoxA.class, new ParserA() );
        registry.add( BoxB.class, new ParserB() );
        List<Box> boxes = new ArrayList<>();
        boxes.add( new BoxA( "Silly" ) );
        boxes.add( new BoxB( "Funny" ) );
        boxes.add( new BoxB( "Foo" ) );
        boxes.add( new BoxA( "Bar" ) );
        for ( Box box : boxes ) {
            Class<? extends Box> clazz = box.getClass();
            registry.get( clazz ).parse( clazz.cast( box ) );
        }
    }
    public static void main( String[] args ) {
        new GenericsTest().runTest();
    }
}

如果你拿着代码试图编译它，你会看到这个错误：

类型中的方法解析（捕获#4-of？extended GenericsTest.Box）GenericsTest.Parser不是适用于自变量（捕获#5的？扩展GenericsTest.Box）

所以问题是，如何

(capture#4-of ? extends GenericsTest.Box)

与不同

(capture#5-of ? extends GenericsTest.Box)

还有没有比我的Registry方法更好的方法不需要使用@SuppressWarnings( "unchecked" )？

Answer 1

首先，让我们回答OP的问题。(capture#4-of ? extends GenericsTest.Box)和(capture#5-of ? extends GenericsTest.Box)之间有什么区别？

编译器计算出传递给Box0的类对象的类型为Class<x>，用于扩展Box的某个未知x。因此，类型推断用x实例化get()的类型T，并得出结论，它返回的解析器对于扩展Box的相同x具有类型Parser<x>。（不幸的是，编译器使用了像"capture#4-of？"这样的术语来表示"对于某些x4，比如x4"。）到目前为止，一切都很好。

通常情况下，只要有两个单独的表达式（甚至语法相同的表达式）的类型被推断为通配符类型，存在变量就会被独立捕获。如果表达式出现在非通配符上下文中，通常是一个单独的泛型方法，则可以"统一"这些变量。

看看这个：

public class WildcardTest {
    private < T > void two( Class< T > t1, Class< T > t2 ) {}
    private < T > void one( Class< T > t1 ) {
        two( t1, t1 ); // compiles; no wildcards involved
    }
    private void blah() {
        two( WildcardTest.class, WildcardTest.class ); // compiles
        one( WildcardTest.class );                     // compiles
        Class< ? extends WildcardTest > wc = this.getClass();
        two( wc, wc ); // won't compile! (capture#2 and capture#3)
        one( wc );     // compiles
    }
}

这个：

public class WildcardTest {
    interface Thing< T > {
        void consume( T t );
    }
    private < T > Thing< T > make( Class< T > c ) {
        return new Thing< T >() {
            @Override public void consume(T t) {}
        };
    }
    private < T > void makeAndConsume( Object t, Class< T > c ) {
        make( c ).consume( c.cast( t ) );
    }
    private void blah() {
        Class< ? extends WildcardTest > wc = this.getClass();
        make( wc ).consume( wc.cast( this ) ); // won't compile! (capture#2 and capture#3)
        makeAndConsume( this, wc );            // compiles
    }
}

第二个例子就是这里的相关例子。以下转换消除了所有警告，除了您已经在注册表中抑制的警告：

private < T extends Box > void getParserAndParse(
    Registry registry, Class< T > clazz, Object box
) {
    registry.get( clazz ).parse( clazz.cast( box ) );
}
public void runTest() {
    Registry registry = new Registry();
    registry.add( BoxA.class, new ParserA() );
    registry.add( BoxB.class, new ParserB() );
    List<Box> boxes = new ArrayList< Box >();
    boxes.add( new BoxA( "Silly" ) );
    boxes.add( new BoxB( "Funny" ) );
    boxes.add( new BoxB( "Foo" ) );
    boxes.add( new BoxA( "Bar" ) );
    for ( Box box : boxes ) {
        Class< ? extends Box > clazz = box.getClass();
        getParserAndParse( registry, clazz, box ); // compiles
    }
}

至于第二个问题，您正试图通过相当于变体类型（Box）的内容来执行特别多态性。有两种方法可以在没有类型警告的情况下实现这样的事情：

1. 经典的OO分解（也就是说，向Box添加一个parseSelf方法），我从这个问题中收集到的对您不起作用，并扰乱了Box API
2. 访问者模式至少有两个缺点：
   1. 您必须为Box的所有风格添加一个访问者接收器，这似乎是一个问题，原因与经典的OO分解相同
   2. 在定义Visitor界面时，您必须提前了解所有可能的Boxes

Answer 2

当您使用通配符时，它们可能会"丢失"其身份。一旦在表达式中使用通配符，它可能会生成一个涉及通配符的新类型，但该通配符与原始通配符并不相同（您可能知道它们是相同的）。

在您的情况下，问题是clazz的类型包含一个通配符，clazz在两个地方使用，但当它们再次相遇时，编译器不再知道它们是同一类型。

您所能做的是编写一个捕获助手，一个带有显式类型参数T的私有泛型方法，它将防止通配符的标识在该方法中丢失。由于捕获，您仍然可以将包含通配符的变量传递到此方法中。

private <T extends Box> void helperMethod(Class<T> clazz, Box box, Registry registry) {
    registry.get( clazz ).parse( clazz.cast( box ) );
}
// then you use it like in the place you had before:
for ( Box box : boxes ) {
    Class<? extends Box> clazz = box.getClass();
    helperMethod(clazz, box, registry);
}

---

与此无关的是，Registry类中的方法类型是不安全的。例如，get返回任何参数中都不存在的类型S，因此该方法的调用方可以请求任何扩展Parser<T>的类型作为结果，并且该方法将返回该类型。这怎么可能是安全的？应该这样写：

@SuppressWarnings( "unchecked" )
<T extends Box> Parser<T> get( Class<T> clazz ) {
    return (Parser<T>) unsafeMap.get( clazz );
}

此外，add方法过于冗长。它可以简化为（完全等效）：

<T extends Box> void add( Class<T> clazz, Parser<T> parser ) {
    unsafeMap.put( clazz, parser );
}