如何声明包含实现接口的类的子类的变量？

Question

我想声明一个变量，该变量包含一个实现特定接口的类。具体来说，我试图将SocketChannel 和DatagramChannel 存储在同一个属性中，以便可以互换使用它们。这两个类都扩展了SelectableChannel 并实现了ByteChannel，我希望从这两个类中调用方法。我不想将它存储在两个单独的变量中，因为它们需要是同一个对象。我想将这个对象在一个变量中传递给构造函数。

甚至有可能做到这一点吗？如果没有，仍然支持这种类型的模型的常见解决方法是什么？为清楚起见，以下是（不正确的）声明，它们可以描述我正在尝试做的事情，它们是否有效：

私有 SelectableChannel 和 ByteChannel byteChannel； 私有 SelectableChannel 实现 ByteChannel byteChannel； 私人的 ？扩展 SelectableChannel 实现 ByteChannel byteChannel；

请注意：

我不是在寻找其他方法来处理避免这个问题的网络，或者其他方法来实现网络。这个问题是关于声明一个变量来保存一个类的子类，该类也实现了一个特定的接口。我只提供了细节，以便您知道我无法创建新的接口或子类，因为在这种情况下，所涉及的所有类都是 java.nio 包的一部分。

Answer 1

Java 中无法按照您想要的方式声明变量。

您可以使用SelectableChannel 作为变量的类型（因为这是SocketChannel 和DatagramChannel 的超类型），并在需要从该接口调用方法时将其转换为ByteChannel。简单例子：

class MyClass {
    private SelectableChannel channel; // either a SocketChannel or a DatagramChannel

    public int readStuff(ByteBuffer buffer) {
        // Cast it to a ByteChannel when necessary
        return ((ByteChannel) channel).read(buffer);
    }
}

（或相反：将变量声明为 ByteChannel 并在必要时转换为 SelectableChannel - 以您的情况更方便）。

Answer 2

字段不能是析取类型，您只能将该语法用作类型参数列表中绑定的类型的一部分。你可以让你的类通用：

class Foo<C extends SelectableChannel & ByteChannel> {
    private C selectableByteChannel;
}

不过，这会给客户端代码带来一些额外的压力，因此您可以将这些东西隐藏在工厂方法和通用的私有实现类后面：

abstract class Foo {
    private Foo(){}
    public abstract void doSomethingWithASelectableByteChannel();
    public static <C extends SelectableChannel & ByteChannel> 
            Foo createFoo(C channel) {
        return new FooImpl<C>(channel);
    }
    private static final class FooImpl<C extends SelectableChannel & ByteChannel> 
            extends Foo 
    {
        private final C selectableByteChannel;
        private FooImpl(C channel){
            selectableByteChannel = channel;
        }
        public void doSomethingWithASelectableByteChannel(){
            // Do stuff with your selectableByteChannel
        }
    }
}

Answer 3

我认为没有直接的方法可以做你想做的事。您可以定义一个接口和两个代理类来公开您要使用的方法：

interface GenericChannel {
  // ... methods you want to use ...
}

class SocketWrapper implements GenericChannel {
  private final SocketChannel channel;
  public SocketWrapper(SocketChannel channel) {
    this.channel = channel;
  }
  // ... pass through calls to this.channel ...
}

class DatagramWrapper implements GenericChannel {
  private final DatagramChannel channel;
  public DatagramWrapper(DatagramChannel channel) {
    this.channel = channel;
  }
  // ... pass through calls to this.channel ...
}

或

class GenericWrapper<C extends SelectableChannel & ByteChannel> implements GenericChannel {
  private final C channel;
  public DatagramWrapper(C channel) {
    this.channel = channel;
  }
}

Answer 4

Java 变量声明中的变量类型必须是确定类型或类型参数的名称。所以你想要表达的东西在 Java 中是无法表达的。

恐怕你唯一的选择是：

• 使用具有相同引用的各自接口类型的两个变量，或
• 使用一个具有通用超类型的变量并使用类型转换。

后者并没有那么糟糕。类型转换并没有那么昂贵，JIT 编译器可能能够优化其中的一部分或全部。

（顺便说一句，您的“语法”看起来很像在 Java 中声明 TypeParameter 或 TypeArgument 的语法。但它不是真实的。）

Answer 5

演员不会处理这个问题吗？

public void doWhatever(SelectableChannel foo) {
    // Call a SocketChannelMethod
    ((SocketChannel)foo).someSocketChannelMethod();

    // Call a DatagramChannel method
    ((DatagramChannel)foo).someByteChannelMethod();
}

不幸的是，使用非 SocketChannel-non-DatagramChannel SelectableChannel 调用此函数将是运行时异常，而不是编译时错误。但是您可以将其设为私有并具有两种公共方法，一种接受 SocketChannel，另一种接受 DatagramChannel。即使您的界面比这更复杂，您也可以以类似的方式设置您的设置器：

public void setChannel(SelectableChannel foo) {
    this.channel = foo;    
}
public void setChannel(SocketChannel foo) {
    setChannel((SelectableChannel) foo);
}
public void setChannel(DatagramChannel foo) {
    setChannel((SelectableChannel) foo);
}