Java：静态父/子变量和方法

Question

我正在尝试在 Java 中创建一个父类，它将静态变量传递给它的每个子类，以便每个子类都有自己的副本。

下面是代码示例：

import java.util.*;

public class JavaFiddle {
    public static void main(String[] args) {
        Animal rex = new Dog("Rex", 3.2, 'M');
        Animal luna = new Dog("Luna", 1.2, 'M');
        Animal sadie = new Dog("Sadie", 0.1, 'F');
        Animal daisy = new Dog("Daisy", 5.9, 'F');
        Animal snowball = new Cat("Snowball", 3.8, 'M');
        Animal tiger = new Cat("Tiger", 9.8, 'M');

        System.out.println(Dog.getCount()); // output => 4
        System.out.println(Cat.getCount()); // output => 2
    }
}

class Animal {
    protected static final List<Animal> list = new ArrayList<>(); // Each child class should get it's own static list

    String name;
    double age;
    char gender;


    Animal (String name, double age, char gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;

        list.add(this); // This should add the child object to the the static list in the child class
    }

    public static int getCount() { // This should return the size of the static list for the child class
        return list.size();
    }
}

class Dog extends Animal {
    protected static final List<Dog> list = new ArrayList<>(); // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.

    Dog (String name, double age, char gender) {
        super(name, age, gender);

        list.add(this); // I don't want to have to add this for each child class. It should just be added from the parrent.
        // other stuff
    }

    public static int getCount() { // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.
        return list.size();
    }
}

class Cat extends Animal {
    protected static final List<Cat> list = new ArrayList<>(); // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.

    Cat (String name, double age, char gender) {
    super(name, age, gender);

        list.add(this); // I don't want to have to add this for each child class. It should just be added from the parrent.
        // other stuff
    }

    public static int getCount() { // I don't want to have to add this for each child class. It should just get a copy from the parrent.
        return list.size();
    }
}

我不想在每个子类中重新创建这些类和变量。这有点违背了拥有父母的目的。

这甚至可能吗，还是我必须为每个人构建它？我想我可能可以用<T> 来做这件事，就像他们做List<T> ... 的方式一样，但我对此知之甚少，甚至不知道它叫什么。

任何帮助都会很棒。

Answer 1

另一个答案中概述了如何做到这一点的技术解决方案。

但除此之外，我在这里有一个明显的未回答：不要这样做！

假设我们谈论的是“真实世界”的 OO 设计和最佳实践 - 那么问题中显示的代码将为数小时的“为什么不这样做 OO”的广泛讨论提供材料：

static 在良好的 OOP 中更像是一种异常。将字段暴露给子类的想法也是如此。 OOP 中的关键 是多态性——通过子类化和覆盖 方法来改变行为的能力。一旦您开始使用 static，就告别多态性。 然后：字段是一个实现细节——它们不应该被其他类使用。

如果您忽略这些基本规则，您最终会得到到处都是紧密耦合的代码。使用不同类的想法是构建可以尽可能独立工作的独立单元。

您的方法归结为与此完全相反。您可能无法在一个地方进行单一更改 - 因为您很可能大部分时间都必须更改其他地方。

从这个意义上说：退后一步，重新审视您打算解决的问题。然后提出一个遵循良好 OOP 实践的设计——而不是否定它们。

提供一些更实际的建议：乍一看，在你的类中有一个静态列表来计算实例的数量可能看起来非常方便。但这直接违反了Single Responsibility Principle。你看，真正的“业务逻辑对象应该有一个非常明确的目的。你创建类，并实例化这些类的对象，因为它在你的模型中是有意义的。你的模型，嗯，是你的“真实世界”事物的模型打算代表。从那里来：狗或猫知道其他狗或猫吗？不知道。你的代码也应该如此。如果你有充分的理由保留“实例化对象的列表” - 然后为此使用一个特定的类。您正在尝试使 Animals also 成为一个 List-of-Animals-manager。为了实现这一点，您 零 需要无论如何都使用静态。您可以使用工厂来创建对象，并且该工厂可以使用该ListKeeper 实现。仅作记录：您了解简单地将引用保存在这样的列表中会导致内存泄漏？因为这些对象永远不会变成垃圾，所以你只需要不断添加新对象...

所以，再说一遍：您不需要或不想要那个静态继承列表 - 因为在一个好的 OO 模型中，您将有一个不同的类来负责管理这些事情。

例如，想象一下 single 列表在某一时刻不再起作用。也许您想在不同的列表中组织不同的狗？这意味着您必须更新 Dog 类 - 尽管“在不同列表中组织 Dogs”与 Dog 类本身无关。

然后你希望你的类是open for extension but closed for modification。在你的情况下，这看起来像这样：

public abstract class Animal {
  private final String name;

  public Animal(String name) { 
    this.name = Objects.requireNonNull(name, "name must not be null"); }

  private final String getName() { return name; }

  public abstract foo();
  public abstract String getEnhancedName();

换句话说：只有在有充分理由时才使用受保护和“字段继承”。因为，如前所述：字段是实现细节 - 没有其他班级（您的孩子）应该知道这些事情。或者您是否让您的孩子可以使用您的信用卡？不——如果你提供了一个“吸气剂”来让你保持一定程度的控制。你不只是把钱包放在桌子上告诉你的孩子：“现在去使用我的信用卡，随心所欲”。

Answer 2

import java.util.*;

public class Animal {

    protected static final List<Animal> list = new ArrayList<>(); // Each child class should get it's own static list

    String name;
    double age;
    char gender;

    Animal(String name, double age, char gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;

        list.add(this); // This should add the child object to the the static list in the child class
    }

    public static int getCount() { // This should return the size of the static list for the child class
        return list.size();
    }
}

class Dog extends Animal {
    Dog(String name, double age, char gender) {
        super(name, age, gender);

    }
}

class Cat extends Animal {   
    Cat(String name, double age, char gender) {
        super(name, age, gender);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Animal rex = new Dog("Rex", 3.2, 'M');
        Animal luna = new Dog("Luna", 1.2, 'M');
        Animal sadie = new Dog("Sadie", 0.1, 'F');
        Animal daisy = new Dog("Daisy", 5.9, 'F');
        Animal snowball = new Cat("Snowball", 3.8, 'M');
        Animal tiger = new Cat("Tiger", 9.8, 'M');

        for(Animal anim : Animal.list){
            if(anim instanceof Dog){
                System.out.println("Dog");
            }else if(anim instanceof Cat){
                System.out.println("Cat");
            }
        }
    }
}

这输出： 狗 狗 狗 狗 猫 猫

Answer 3

您可以使用Animal中的地图

public class Animal {
  private static final Map<Class, List<Animal>> map = new HashMap<>();

  Animal (String name, double age, char gender) {
    //...
    map.computeIfAbsent(this.getClass(), key -> new ArrayList<>()).add(this);
  }

  public static int getCount(Class clazz) {
    return map.get(clazz).size();
  }
}

public class Dog extends Animal {
   Dog(String name, double age, char gender) {
      super(name, age, gender);
   }
   //optional
   public static int getCount() {
     return Animal.getCount(Dog.class);
  }
}

在main 中，您将拥有：

System.out.println(Animal.getCount(Dog.class)); // output => 4
System.out.println(Animal.getCount(Cat.class)); // output => 2

//or
System.out.println(Dog.getCount()); // output => 4
System.out.println(Cat.getCount()); // output => 2