返回具有受泛型类型参数约束的参数类型的 lambda 函数

Question

假设我想编写一个方法buildBiFxnWithSameTypeArgs，它产生一个两个参数BiFunction，其输入参数的类型相同。事先不知道（即何时调用buildBiFxnWithSameTypeArgs）具体是什么类型——我只是希望编译器强制执行，每当调用buildBiFxnWithSameTypeArgs返回的函数时，提供给它的参数的类型必须匹配。本质上，最终效果应该是 lambda 等价物，对于方法定义中的两个参数的类型使用相同的泛型类型参数。

我最初的尝试如下所示：

public interface ConstrainedBiFunction<I, O> extends BiFunction<I, I, O> {}

public static ConstrainedBiFunction<?, String> buildBiFxnWithSameTypeArgs() {
    return (inputOne, inputTwo) -> String.valueOf(inputOne) + String.valueOf(inputTwo);
}

public void test() {
    buildBiFxnWithSameTypeArgs().apply(Integer.valueOf(1), Integer.valueOf(2));
}

然而，通配符类型参数? 似乎不能以这种方式使用； apply 步骤编译失败，出现以下错误：

apply (capture<?>, capture<?> in BiFunction cannot be applied to (java.lang.Integer, java.lang.Integer)

是否有可能返回一个参数类型被推断出来的 lambda 函数，然后以这种方式相互约束？

编辑：为这个不太好的问题道歉；我有一个更复杂的问题，我试图抓住它的本质，以便在这里提出最简单的问题，但看起来我把问题简化得太多了。当然，我知道所有类都继承自Object，所以在这个问题的过度简化再现中，@shmosel 和@JB Nizet 提出的解决方案有效。一旦我更好地提炼了原始问题，我将发布一个新问题。

Answer 1

通配符表示“特定但未知的类型”。您不能传递满足? 类型参数的任何 参数，因为它可能属于错误类型。将返回类型更改为ConstrainedBiFunction<Object, String>，它将能够接受任何输入类型，因为每个类都隐式扩展Object：

public static ConstrainedBiFunction<Object, String> buildBiFxnWithSameTypeArgs() {
    return (inputOne, inputTwo) -> String.valueOf(inputOne) + String.valueOf(inputTwo);
}

请注意，这仍然可以用于对输入类型有限制的方法，使用PECS 原则。例如：

// input parameter must be of type Integer or any supertype,
// so that we can safely pass in an Integer
String combine(ConstrainedBiFunction<? super Integer, String> function) {
    return function.apply(1, 2);
}

void test() {
    ConstrainedBiFunction<Object, String> concat = buildBiFxnWithSameTypeArgs();
    ConstrainedBiFunction<Integer, String> sum = (a, b) -> String.valueOf(a + b);
    System.out.println(combine(concat)); // "12"
    System.out.println(combine(sum));    // "3"
}

Answer 2

虽然shmosel’s answer 正确指出使用Object 作为输入类型对于遵循PECS 规则的所有API 来说应该足够了，但可以修复您最初的尝试。

你必须添加一个类型参数，而不是通配符，它​​允许调用者选择一个类型：

public interface ConstrainedBiFunction<I, O> extends BiFunction<I, I, O> {}

public static <T> ConstrainedBiFunction<T, String> buildBiFxnWithSameTypeArgs() {
    return (inputOne, inputTwo) -> String.valueOf(inputOne) + String.valueOf(inputTwo);
}

public void test() {
    ConstrainedBiFunction<Integer, String> f1 = buildBiFxnWithSameTypeArgs();
    String s1 = f1.apply(1, 1);
    ConstrainedBiFunction<String, String>  f2 = buildBiFxnWithSameTypeArgs();
    String s2 = f2.apply("hello ", "world");
}

请注意，当将其用作buildBiFxnWithSameTypeArgs().apply(1, 1); 时，编译器无论如何都会将Object 推断为T。这允许传递Integer 参数，但当然也可以传递其他任何东西，这使得两个参数具有相同类型的想法没有实际意义，即buildBiFxnWithSameTypeArgs().apply(1.5, "foo"); 也可以工作，因为两个参数都可以分配给相同的类型@ 987654332@.

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此类构造处理无法通过 PECS 解决的问题有一些现实生活中的示例。

例如Function.identity() 返回具有相同输入和输出类型的任意类型函数。当将此函数传递给toMap collector时，您可以获得与流元素具有相同键或值类型的映射。

一个更复杂的例子是Comparator.naturalOrder()。在这里，类型参数有一个界限，确保要比较的元素确实是Comparable。由于这些类型没有实现Comparable<?>，而是一个引用自身的类型，所以naturalOrder() 在没有类型参数的情况下将无法工作。

所以你不能做Comparator.naturalOrder().compare(42, "foo")。但是你可以做

Comparator<Integer> c1 = Comparator.naturalOrder();
c1.compare(10, 42);
Comparator<String> c2  = Comparator.naturalOrder();
c2.compare("foo", "bar");