java - 扩展接口(interface)时返回子元素列表

Question

我正在开发一个库，在将返回类型重写为子元素列表时遇到了问题。

最初看起来像这样，

    Class Student {
    }

    public interface A {
        public Student isCurrentStudent(String name);
        public List<Student> getStudentList();
    }

    public interface B extends A {
        public List<Student> getColleges();
        public Student getBestFriend();
    }

然后我想引入SeniourStudent类和用于访问SeniourStudent的API，所以我想出了以下内容，

Class SeniorStudent extends Student{
}

public interface C extends A {
    public SeniorStudent isCurrentStudent(String name);
    public List<SeniorStudent> getStudentList();
    public void addStudent(Attributes s);
}

public interface D extends B,C {
    public List<SeniorStudent> getColleges();
    public Student getBestFriend();
}

问题始于接口(interface) C 和 D。由于 java 支持协变返回类型，因此 C 的第一个方法不会给出错误。但是当返回类型是“List”时，就会出现麻烦。所以我改变了上面的接口(interface)来使用泛型。

public interface A <T extends Student> {
    public Student isCurrentStudent(String name);
    public List<T> getStudentList();
}

public interface B<T extends Student> extends A<T> {
    public List<T> getColleges();
    public Student getBestFriend();
}

public interface C extends A<SeniorStudent> {
    public SeniorStudent isCurrentStudent(String name);
    public List<SeniorStudent> getStudentList();
    public void addStudent(Attributes s);
}

public interface D extends B<SeniorStudent>,C {
    public List<SeniorStudent> getColleges();
    public SeniorStudent getBestFriend();
}

我相信这个设计可以改进，这样B类的实现者就可以被限制为只能使用Student类。

我最终想要的是，提供可以像这样使用的干净的 API，

B bObject = getBObject();
List<Student> studentList = bObject.getColleges();

D dObject = getDObject();
List<SeniourStudent> seniorStudentList = dObject.getColleges();

如果有一种方法可以覆盖子元素列表的返回类型，那么整个问题就可以解决。

由于我的实际代码要大得多，因此我在这里使用简单的示例来描述问题。希望它足够清楚。

<小时/>

编辑

为 B 引入 BS 父类(super class)型可以解决这个问题。但这是更干净的方法吗？

public interface A <T extends Student> {
    public Student isCurrentStudent(String name);
    public List<T> getStudentList();
}

public interface BS<T extends Student> extends A<T> {
    public List<T> getColleges();
    public Student getBestFriend();
}

public interface B extends BS<Student> {
    public List<Student> getColleges();
    public Student getBestFriend();
}

public interface C extends A<SeniorStudent> {
    public SeniorStudent isCurrentStudent(String name);
    public List<SeniorStudent> getStudentList();
    public void addStudent(Attributes s);
}

public interface D extends BS<SeniorStudent>,C {
    public List<SeniorStudent> getColleges();
    public SeniorStudent getBestFriend();
}

谢谢

Answer 1

正如 Plínio Pantaleão 在评论中所说(或者实际上想要)，您可以定义接口(interface)来返回 List<? extends Student>

import java.util.List;

class Attributes {}
class Student { }

interface A {
    Student isCurrentStudent(String name);
    List<? extends Student> getStudentList();
}

interface B extends A {
    List<? extends Student> getColleges();
}


class SeniorStudent extends Student{ }

interface C extends A {

    @Override
    SeniorStudent isCurrentStudent(String name);

    @Override
    List<SeniorStudent> getStudentList();

    void addStudent(Attributes s);
}

interface D extends B,C {
    @Override
    List<SeniorStudent> getColleges();
}
public class CovariantList
{
    public static void main(String[] args)
    {
        B b = null;
        List<? extends Student> collegesB = b.getColleges();

        D d = null;
        List<SeniorStudent> collegesD = d.getColleges();
    }
}

如果你只知道最“基础”的接口(interface)(本例中为B)你只能得到List<? extends Student> 。如果您知道特定类型(如 D 中)，则可以获得协变类型 List<SeniorStudent> .

<小时/>

编辑根据评论和编辑的问题进行更新:

可以通过以下方式实现 API 可以在主要问题的编辑部分中使用的要求:

import java.util.List;

public class StudentsReturnTypesTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        B bObject = getBObject();
        List<Student> studentList = bObject.getColleges();

        D dObject = getDObject();
        List<SeniorStudent> seniorStudentList = dObject.getColleges();        
    }

    private static D getDObject() { return null; }
    private static B getBObject() { return null; }
}

interface A<T extends Student> {
    public Student isCurrentStudent(String name);
    public List<T> getStudentList();
}

interface AS extends A<Student> { }

interface B extends AS {
    public List<Student> getColleges();
}

interface C extends A<SeniorStudent> {
    public SeniorStudent isCurrentStudent(String name);
    public List<SeniorStudent> getStudentList();
    public void addStudent(Attributes s);
}

interface D extends C /* B Not possible, see below */  {
    public List<SeniorStudent> getColleges();
}

interface Attributes {}
interface Student {}
interface SeniorStudent extends Student {}

但是在其中一条评论中，您提到

“对于接口(interface) D，我也想从 B 继承方法”

这会很困难。您基本上遇到的问题是方法 getColleagues()然后将以不同的返回类型继承:一次为 List<Student>和一次 List<SeniorStudent> 。这样做根本不是类型安全的。

目前，接口(interface) B 中定义的唯一方法是 getColleagues() 。并且由于此方法(具有不同的返回类型)已经从接口(interface) C 继承，我假设“...也从 B 继承方法”的意图指的是当前不包含在您发布的示例代码。

对此的解决方案可能是将“来自 B 的方法”提取到专用接口(interface)中。这里的关键点是避免两次继承具有不同返回类型的方法。这可以像本示例中那样实现，其中各个方法都总结在一个具有漂亮名称 AdditionalMethodsThatHaveBeenInB 的界面中。 ...

import java.util.List;

public class StudentsReturnTypesTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        B bObject = getBObject();
        List<Student> studentList = bObject.getColleges();
        bObject.methodThatWasInB();

        D dObject = getDObject();
        List<SeniorStudent> seniorStudentList = dObject.getColleges();
        dObject.methodThatWasInB();
    }

    private static D getDObject() { return null; }
    private static B getBObject() { return null; }
}

interface A<T extends Student> {
    public Student isCurrentStudent(String name);
    public List<T> getStudentList();
}

interface AS extends A<Student> { }

interface B extends AS, AdditionalMethodsThatHaveBeenInB {
    public List<Student> getColleges();
}

interface AdditionalMethodsThatHaveBeenInB {
    void methodThatWasInB();
}

interface C extends A<SeniorStudent> {
    public SeniorStudent isCurrentStudent(String name);
    public List<SeniorStudent> getStudentList();
    public void addStudent(Attributes s);
}

interface D extends C, AdditionalMethodsThatHaveBeenInB {
    public List<SeniorStudent> getColleges();
}

interface Attributes {}
interface Student {}
interface SeniorStudent extends Student {}

当然，很难判断这在您的真实代码中是否可行，但也许类似的方法也适用。