涉及实现接口的实现问题

Question

我正在为不同类型的树编写一组集合类。我将其作为一个学习练习，我也希望它成为有用的东西。我真的很想以正确的方式做到这一点，所以我一直在阅读Effective Java，并且我也一直在研究 Joshua Bloch 通过查看源代码实现集合类的方式。我似乎对正在做的事情有一个大致的了解，但我还有一些事情要解决。

我有一个Node<T> 接口和一个实现Node 接口的AbstractNode<T> 类。然后我创建了一个扩展AbstractNode<T> 和实现Node<T>。这部分很容易。

接下来，我创建了一个Tree<T> 接口和一个实现Tree<T> 接口的AbstractTree<T> 类。之后，我开始编写一个扩展AbstractTree<T> 并实现Tree<T> 的GenericTree<T> 类。这就是我开始遇到问题的地方。

就设计而言，GenericTree<T> 只能包含 GenericTreeNode<T> 类型的节点。这包括根。在我的Tree<T> 界面中，我有：

public interface Tree<T> {

    void setRoot(Node<T> root);

    Node<T> getRoot();

    List<Node<T>> postOrder();

    ... rest omitted ...
}

而且，AbstractTree<T> 实现了这个接口：

public abstract class AbstractTree<T> implements Tree<T> {

    protected Node<T> root;

    protected AbstractTree() {
    }

    protected AbstractTree(Node<T> root) {
        this.root = root;
    }

    public void setRoot(Node<T> root) {
        this.root = root;
    }

    public Node<T> getRoot() {
        return this.root;
    }

    ... rest omitted ...
}

在GenericTree<T>，我可以拥有：

public GenericTree(Node<T> root) {
   super(root);
}

但这意味着您可以使用Node<T> 的任何子类型创建通用树。您还可以将树的根设置为Node<T> 的任何子类型。我希望能够将节点的类型限制为它可以表示的树的类型。为了解决这个问题，我可以这样做：

public GenericTree(GenericNode<T> root) {
   super(root);
}

但是，setRoot 仍然接受 Node<T> 类型的参数。这意味着用户仍然可以使用错误类型的根节点创建树。如何强制执行此约束？我能想到的唯一方法是：

• 执行instanceof 将检查限制在运行时。我不是这个的超级粉丝。
• 从接口中删除setRoot 并让基类实现此方法。这意味着它不是合同的一部分，任何想要制作新型树的人都需要记住实现此方法。

有没有更好的办法？

我的第二个问题涉及postOrder 的返回类型，即List<Node<T>>。这意味着如果用户对GenericTree<T> 对象进行操作并调用postOrder，他或她会收到一个由Node<T> 对象组成的列表。这意味着在迭代（使用 foreach 构造）时，如果他们想使用仅在该类中定义的方法，他们将执行显式转换为 GenericNode<T>。我不喜欢把这个负担放在用户身上。在这种情况下我有什么选择？我只能考虑从接口中删除该方法并让子类实现此方法，以确保它返回Node<T> 的适当子类型列表。但是，这再次将其从合同中删除，任何想要创建新型树的人都必须记住实现此方法。有没有更好的办法？

Answer 1

我认为你是本末倒置。

实现Tree<T> 和Node<T> 的几个具体实例。只有在那之后分析它们有什么共同的实现，然后再实现你的 Abstract 类，如果它们在那时仍然有意义的话。

编辑

回答你的第二个问题：

如果简单的Node<T> 没有在你的Tree 接口中剪切它，那么你别无选择，只能为泛型接口声明第二个参数并在其上设置边界，像这样

public interface Tree<
  T,
  TNode extends Node< T >
>
{

    void setRoot(TNode root);

    TNode getRoot();

    List<TNode> postOrder();

    ... rest omitted ...
}

然后是抽象树

public abstract class AbstractTree<
  T,
  TNode extends Node< T >
> implements Tree<T, TNode> {

  protected TNode root;

  protected AbstractTree(TNode root) {
    this.root = root;
  }

  ...
}

然后是通用树

public class GenericTree< T >
  extends AbstractTree< T, GenericNode< T > >
{

  public GenericTree ( GenericNode< T > root )
  {
    super( root );
  }

  @Override
  public List< GenericNode< T > > postOrder ( )
  {
    ...
  }
  ...
}