在Java中，如何使子类的实例变量具有子类的类型，而不是超类的类型？

Question

我正在为继承自 BinaryNode 类的 Java 项目编写 HuffmanTree 类。我想使用 HuffmanTree 节点而不是 BinaryNode 节点。 BinaryNode 具有 BinaryNode 类型的 left 和 right 实例变量，我希望 HuffmanTree 具有相同的实例变量（即 left 和 right），但改为 HuffmanTree 类型。

我该怎么做呢？谢谢！

编辑：这是一些 BinaryNode 代码：

public class BinaryNode<T> implements BinaryNodeInterface<T>, 
                               java.io.Serializable
{
//The BinaryNode's instance variables were changed to protected so we can access them
//from the HuffmanTree class.
private T data;
private BinaryNode<T> left;
private BinaryNode<T> right;

public BinaryNode()
{
    this(null); // call next constructor
} // end default constructor

public BinaryNode(T dataPortion)
{
    this(dataPortion, null, null); // call next constructor
} // end constructor

public BinaryNode(T dataPortion, BinaryNode<T> leftChild,
                               BinaryNode<T> rightChild)
{
    data = dataPortion;
    left = leftChild;
    right = rightChild;
} // end constructor

Answer 1

从类名和接口名推测，第一步是把left和right的声明改成

protected BinaryNodeInterface<T> left;
protected BinaryNodeInterface<T> right;

那么你的BinaryNode构造函数就可以了

public BinaryNode(T dataPortion, BinaryNode<T> leftChild,
                           BinaryNode<T> rightChild)
{
    data = dataPortion;
    left = leftChild;
    right = rightChild;
} // end constructor

你的 HuffmanTree 构造函数可以是

public HuffmanTree(T dataPortion, HuffmanTree<T> leftChild,
                           HuffmanTree<T> rightChild)
{
    data = dataPortion;
    left = leftChild;
    right = rightChild;
} // end constructor

一切都应该工作。您甚至可以将 BinaryNode 构造函数更改为

public BinaryNode(T dataPortion, BinaryNodeInterface<T> leftChild,
                           BinaryNodeInterface<T> rightChild)
{
    data = dataPortion;
    left = leftChild;
    right = rightChild;
} // end constructor

这可能也可以解决问题，没有代码重复。

请注意，一旦执行此操作，任何假定 left 和 right 是 BinaryNode<T> 实例的现有代码都必须更新。最好的办法是将代码更改为仅依赖BinaryNodeInterface<T>，但这并不总是可行的。

在BinaryNode 方法中，简单地转换：BinaryNode<T> node = (BinaryNode<T>) left; 应该是安全的（取决于您的方法的合同）。在HuffmanTree 方法中，调用HuffmanTree<T> node = (HuffmanTree<T>) left 可能不安全，因为left 可能是BinaryNode 而不是HuffmanTree。您必须自己弄清楚这些情况下的逻辑。