从通用树到特定领域的树

Question

我想使用由领域特定节点 DomainNode 组成的领域特定树 DomainTree，但在模板类 Tree 和 [=15] 中保留所有通用函数=].首先，我从模板 Tree<T> 和 Node<T> 开始（其中 T 是节点数据的类型）。 DomainTree 然后与 Node<T> 界面一起工作，这不是我想要的。它应该适用于 DomainNode 个对象。

为了解决这个问题，我将通用树的模板参数更改为 Tree<N extends Node<?>>（下面的实现）。现在我可以通过将树实例化为 DomainTree<DomainNode>.

来使用 DomainNode

仍然，我在 (1) 处遇到编译错误，因为 getChildren() returns Node<T> 的列表似乎无法转换为 [= 的列表26=]，尽管我确保 N extends Node<?>.

为什么这不起作用，我该如何设计它，以便 DomainTree 可以与 DomainNode 一起使用？

通用树

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Tree<N extends Node<?>> {

    public N rootElement;

    public List<N> toList() {
        List<N> list = new ArrayList<N>();
        walk(rootElement, list);
        return list;
    }  

    private void walk(N element, List<N> list) {
        list.add(element);
        List<N> children = element.getChildren(); // (1) Cannot convert from List<Node<T>> to List<T>
        for (N data : children) {
            walk(data, list);
        }
    }
}

class Node<T> {

    public T data;
    public List<Node<T>> children;

    public List<Node<T>> getChildren() {
        if (this.children == null) {
            return new ArrayList<Node<T>>();
        }
        return this.children;
    }

    public void addChild(Node<T> child) {
        if (children == null) {
            children = new ArrayList<Node<T>>();
        }
        children.add(child);
    }
}

具体问题树

class DomainTree extends Tree<DomainNode> {

    public void build() {
            for (DomainNode node : toList()) {
                // process...
            }
        }
}

class DomainNode extends Node<String> {

}

Answer 1

如果您不是很喜欢泛型，它会给您带来一些惊喜。首先请记住，存在类型擦除，因此编译器和运行时会看到不同的东西。粗略地说，这也限制了编译器分析源代码的能力。

请注意 List<Node<N>> 和 List<N> 之间确实存在差异。因此，即使 N extends Node<?> 赋值 'List children = element.getChildren();' 本身就被破坏了。

此外，根据 Tree<N extends Node<?>> 的声明，您会期望可以编写类似 List<Node<?>> l2 = element.getChildren(); 的内容。不幸的是，由于泛型的某些子集，这不起作用。例如，如果您将代码更改为 class Tree<N extends Node<N>>（这可能不是您想要的），您可以编写 List<Node<N>> l2 = element.getChildren();.

我建议学习 Sun Certified Java Programmer Study Guide for Java 6（或更新版本）或类似的东西，这对泛型非常有用。

从你的代码中我得到的印象是你混合了不同的抽象层，因为 Node<T> class 中有 T data 并且在 for each 循环中元素被称为 N data。但是在循环中，您有一个节点 N extends Node<?>，它与 T data 完全不同。因此，您的代码的意图对我来说仍然有点不清楚。如果您的代码作为固定版本在此处，则为工作草案（Eclipse Luna，JDK 6）

package generics.tree;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Tree<T> {

    public Node<T> rootElement;

    public List<Node<T>> toList() {
        List<Node<T>> list = new ArrayList<Node<T>>();
        walk(rootElement, list);
        return list;
    }  

    private void walk(Node<T> element, List<Node<T>> list) {
        list.add(element);
        List<Node<T>> children = element.getChildren(); // (1) Cannot convert from List<Node<T>> to List<T>
        for (Node<T> data : children) {
            walk(data, list);
        }
    }
}

class Node<T> {

    public T data;
    public List<Node<T>> children;

    public List<Node<T>> getChildren() {
       if (this.children == null) {
           return new ArrayList<Node<T>>();
       }
       return this.children;
    }

    public void addChild(Node<T> child) {
        if (children == null) {
           children = new ArrayList<Node<T>>();
        }
        children.add(child);
    }
}

class DomainTree extends Tree<String> {

    public void build() {
        for (Node<String> node : toList()) { // changed!
            // process...
        }
    }
}

class DomainNode extends Node<String> {
}

Answer 2

目前代码的问题在于，对于给定的 Node<T>，编译器无法知道从 toList() 返回的 List 的类型是与 class 本身相同 Node<T>。

你需要的是一个自引用泛型类型：

class Node<T, N extends Node<T, N>> {

    public T data;
    public List<N> children;

    public List<N> getChildren() {
        return children == null ? Collections.<N>emptyList() : children;
    }

    public void addChild(N child) {
        if (children == null) {
            children = new ArrayList<N>();
        }
        children.add(child);
    }
}

现在从 toList() 返回的类型与类型本身相同。

那么DomainNode就变成了：

class DomainNode extends Node<String, DomainNode> {
    //
}

而 Tree 的签名略有变化，变为：

class Tree<N extends Node<?, N>> {

您的用法示例现在可以编译：

class DomainTree extends Tree<DomainNode> {
    public void build() {
        for (DomainNode node : toList()) {
            // process...
        }
    }
}

我还增加了一些其他效率。

从通用树到特定领域的树

From a Generic Tree To a Domain Specific Tree

java

generics

tree

inheritance

generalization