如何从实现接口的泛型类返回接口？答案

【问题标题】：How to return interface from generic class implementing the interface?如何从实现接口的泛型类返回接口？
【发布时间】：2020-11-28 20:03:45
【问题描述】：

我想创建一个方法来接受任何实现任何接口I 的类T。

然后对类做点什么，返回实现的接口I。

这是我尝试过的：

class MyLibrary {
    
    public static <I, T extends I> I registerImplementation(Class<T> classImpl) {
        I interfaceImpl = (I) classImpl.newInstance();
        return interfaceImpl;
    }
}

然后我将创建一个接口和一个实现该接口的类：

interface UserInterface {
    void doSomethingDefined();
}

class UserClass_v1_10_R2 implements UserInterface {

    @Override
    public void doSomethingDefined() {
        System.out.println("What this does is well-defined");
    }

    public void doVersionSpecificStuff() {
        System.out.println("This is not in the interface, so don't really depend on this");
    }
}

但是，当我调用引用UserClass的方法时，它返回相同的类类型T而不是接口类型I，从而允许调用所有未在接口中声明的类方法.

即在下面的语句中，即使 registerImplementation() 被声明为返回对 UserInterface 的引用，编译器仍将引用视为指向 UserClass_v1_10_R2 的实例，从而允许访问不在接口中的实现方法。

MyLibrary.registerImplementation(UserClass_v1_10_R2.class).doVersionSpecificStuff();

将其与假定的相同进行对比

UserInterface uiObj = MyLibrary.registerImplementation(UserClass_v1_10_R2.class);

uiObj.doVersionSpecificStuff(); // This does not compile

【问题讨论】：

如果你明确指定泛型类型参数会发生什么：MyLibrary.<UserInterface, UserClass_v1_10_R2>registerImplementation(UserClass_v1_10_R2.class).doVersionSpecificStuff();
可以UserClass_v1_10_R2 r = MyLibrary.registerImplementation(UserClass_v1_10_R2.class);吗？
@JacobG。编译错误，无法解析符号“registerImplementation”
@daniu 这是因为这个函数的返回值是UserClass，但是我需要返回它实现的接口而不具体声明哪个接口，因为它的名字是由用户提供的。
@user7401478 “无法解析符号”听起来像是 Intellij 特有的错误 - 你能直接用 javac 编译建议的代码，看看是否能解决问题吗？

标签： java generics

【解决方案1】：

这就是编译器推断类型的方式。如果您使用特殊（未记录的）标志进行编译：

javac --debug=verboseResolution=all  ...

你会看到：

  Note: Deferred instantiation of method <I,T>registerImplementation(Class<T>)
  MyLibrary.registerImplementation(UserClass_v1_10_R2.class).doVersionSpecificStuff();
                                    ^
  instantiated signature: (Class<UserClass_v1_10_R2>)UserClass_v1_10_R2

查看实例化签名：(Class<UserClass_v1_10_R2>)UserClass_v1_10_R2

所以你需要添加另一个参数来获取接口：

public static <I, T extends I> I registerImplementation(Class<I> interfaceClass, Class<T> implClass) {
    // do whatever checks you want if this is an interface or if a constructor can be called....
    I interfaceImpl = null;
    try {
        interfaceImpl = interfaceClass.cast(implClass.newInstance());
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return interfaceImpl;
}

当然，如果您有多个接口，这会引发问题，但这是您需要考虑的问题。

【讨论】：

【解决方案2】：

可以通过将所需的接口类作为另一个参数传递给方法来实现这一点。这也允许验证泛型类型类是一个接口，以及添加额外的检查以确保可以实例化实现该接口的类。

public class MyLibrary {
    public static <I> I registerImplementation(Class<I> interfaceClass, Class<? extends I> implClass) {
        if (!interfaceClass.isInterface()) {
            throw new IllegalArgumentException("Must be an interface class");
        }

        // Check constructor accessibility, etc...
        if (Modifier.isAbstract(implClass.getModifiers())) {
            throw new IllegalArgumentException("Must be instantiable");
        }

        return implClass.newInstance();
    }
}

这将返回作为第一个参数传递的接口的实现。第二个参数的有界类型Class<? extends I> 表示不需要显式转换：

// This returns UserInterface
MyLibrary.registerImplementation(UserInterface.class, UserClass_v1_10_R2.class);

【讨论】：

【解决方案3】：

差异的原因是在第一次调用泛型方法时，您依赖type inference，类型参数被推断为I=UserClass_v1_10_R2 和T=UserClass_v1_10_R2，因为编译器无法确定I 应该被调用为 UserInterface。

如果您显式调用类型参数，则行为将是您所期望的，即编译错误：

MyLibrary.<UserInterface, UserClass_v1_10_R2>registerImplementation(
    UserClass_v1_10_R2.class).doVersionSpecificStuff();

当您使用局部变量时，它并不完全等效，因为类型推断使用了局部变量的类型声明中的类型信息，这为编译器提供了足够的信息来调用所需的类型I=UserInterface。

【讨论】：