如何实现泛型类型的抽象类？

Question

我担心有关二叉搜索树的Java项目。 我们被要求实现和AVL树，但也建议保持良好的抽象，以实现其他类型的树（如红黑树）。 我决定使用abstract BsNode类（Bs =二进制搜索）和abstract BsTree类，并使用AvlTree和AvlNode以下列方式实现它们：

public abstract class BsNode<T extends BsNode> {
    T parent
    T left
    T right
    ...
}

public abstract class BsTree<T extends BsNode> {
    T root
    ...
}

public class AvlNode extends BsNode<AvlNode> {
    int balance;
    ...
}

public class AvlTree<AvlNode> {
    private void rotate(int direction);
    ...
}

这会导致两个问题：首先， BsNode不需要接收它的继承者类型。 其次，这为这样的事情开启了可能性：

public class RedBlackNode extends BsNode<AvlNode> {
    ...
}

要么

RedBlackNode myRoot = new RedBlackNode<AvlNode>();

这些不应该被允许。 如何在BsNode强制使用继承类（意味着保持parent和子类指向实现类的类型）而不是传递T泛型变量？

Answer 1

正如评论中所提到的，这不可能在编译时强制执行。 有一种技巧可以在运行时强制它失败。

您要做的是请求实现类将自己的类型参数类传递给抽象构造函数，并使用type-parameter类键入参数。

父类构造函数验证这个类确实是与类型参数对应的类相同的类。

abstract class BsNode<T extends BsNode<T>> {

   protected BsNode(final Class<T> clazz) {
       if (!this.getClass().equals(clazz)) 
          throw new IllegalArgumentException("invalid mixture of node types");
   } 
}

class AvlNode extends BsNode<AvlNode> {

   public AvlNode() {
        super(AvlNode.class); // works!!!
   }

}

class RBNode extends BsNode<AvlNode> {

   public RBNode() {
       // two possible super calls:
       super(AvlNode.class); // fails at run-time.
       // or
       super(RBNode.class); // fail at compilation-time.
   }
}

如果您有一个正式的构建过程作为包含测试的软件的一部分，那么将约束检查留出生产代码（节省计算时间）并将其作为单元测试的一部分可能更有意义。