Java - 将泛型类型映射到所述类型的使用者

Question

我最近在玩的时候遇到了这个问题。基本上，我想创建一个中心类，某种类型的消费者可以在其中注册自己。然后某些东西会为消费者发布对象，只有那些使用发布的类型的人才能收到它。

整个程序可以概括为：

public class Main
{
    public interface Fruit
    {
    }

    public class Apple implements Fruit
    {
    }

    public class Banana implements Fruit
    {
    }

    public interface FruitConsumer<T extends Fruit>
    {
        public void consume(T fruit);
    }

    public class Consumers<T extends Fruit>
    {
        Map<Class<T>, Collection<FruitConsumer<T>>> consumers = new HashMap<>();

        public void register(Class<T> clazz, FruitConsumer<T> consumer)
        {
            consumers.putIfAbsent(clazz, new HashSet<>());
            consumers.get(clazz).add(consumer);
        }

        public void consume(T fruit)
        {
            Collection<FruitConsumer<T>> cons = consumers.get(fruit.getClass());
            for (FruitConsumer<T> c : cons)
            {
                c.consume(fruit); // <-- Breaks if T is Apple
            }
        }
    }

    public class BananaConsumer implements FruitConsumer<Banana>
    {
        void register(Consumers c)
        {
            c.register(Banana.class, this);
            c.register(Apple.class, this); // <-- Why does this work?
        }

        @Override
        public void consume(Banana banana)
        {
            System.out.println("Mmm, banana");
        }
    }

    public static void main(String... args)
    {
        Main main = new Main();
        main.run();
    }

    private void run()
    {
        Consumers consumers = new Consumers<>();
        BananaConsumer bananaConsumer = new BananaConsumer();

        bananaConsumer.register(consumers);

        Banana banana = new Banana();
        consumers.consume(banana);

        Apple apple = new Apple();
        consumers.consume(apple);
    }
}

现在，我想我明白为什么会崩溃了。对于两个参数，编译器无法知道Consumers.register方法中的T 与T 相同。编译器只能强制两个参数都满足T extends Fruit 的要求。我想记住能够在 C++ 中使用类似的代码结构，因此这两种语言必须有所不同。我的假设是否正确？

另外，正确的方法是什么？我希望水果子类型的不同消费者能够注册自己，并且只接收他们自己作为消费者的水果。另外，我希望您可以将自己注册为消费者，以确保安全（我注意到只要没有人将自己注册为“错误”，此代码就可以工作）。

最后，这种现象的名称是什么？基本上，我要通过 Google 搜索来了解更多信息。

Answer 1

您在BananaConsumer 中声明void register(Consumers c)，其参数是原始类型。你可以这样做：

    public interface FruitConsumer<T extends Fruit> {
    void register(final Consumers<T> c);
    void consume(T fruit);
}

而当你实现FruitConsumer<Banana>时，这个参数将是一个香蕉消费者。

（我在解释为​​什么该行没有阅读您的所有代码就可以工作，而其他答案提供的解决方案似乎更符合您的问题。）

Answer 2

我认为你对泛型的理解有点过火了。

您的Consumers 对象不需要是通用的，只需它拥有的Map。例如，您是否需要Consumers<Banana>？

试试这个：

public interface Fruit {
}

public class Apple implements Fruit {
}

public class Banana implements Fruit {
}

public interface FruitConsumer<T extends Fruit> {
    void consume(T fruit);
}

public class Consumers {
    Map<Class<? extends Fruit>, Collection<FruitConsumer<? extends Fruit>>> consumers = new HashMap<>();

    public <T extends Fruit> void register(Class<T> clazz, FruitConsumer<T> consumer) {
        consumers.putIfAbsent(clazz, new HashSet<>());
        consumers.get(clazz).add(consumer);
    }

    public <T extends Fruit> void consume(T fruit) {
        Collection<FruitConsumer<? extends Fruit>> cons = consumers.get(fruit.getClass());
        for (FruitConsumer<? extends Fruit> con : cons) {
            // Fair to cast here because we KNOW (because of the key) that it is the right type.
            FruitConsumer<T> c = (FruitConsumer<T>)con;
            c.consume(fruit);
        }
    }
}

public class BananaConsumer implements FruitConsumer<Banana> {
    void register(Consumers c) {
        c.register(Banana.class, this);
        c.register(Apple.class, this); // <-- Now it breaks as expected.
    }

    @Override
    public void consume(Banana banana) {
        System.out.println("Mmm, banana");
    }
}

现在还注意到意外允许的行为消失了。

Answer 3

您可以像ClassToInstanceMap 那样使用类型标记：

一个映射，它的每个条目都将一个 Java 原始类型映射到该类型的一个实例。除了实现Map，还可以使用额外的类型安全操作putInstance(java.lang.Class<T>, T) 和getInstance(java.lang.Class<T>)。

因此您可以定义一对公开您的注册表的方法，例如

<F extend Fruit> FruitConsumer<? super F> consumerFor(Class<F> fruitType);
<F extend Fruit> void registerConsumer(Class<F> fruitType, FruitConsumer<? super F> consumer);

您需要在从内部映射中获取数据时进行未经检查的转换，但如果所有寄存器调用都是类型安全的，那么它应该是类型安全的。

只要您不为接口类型注册消费者，Consumers.consume 就可以沿着超类型链查找合适的消费者。