Java泛型的形式 <T extends A<T> &gt;和Eclipse編譯器

Question

我對Java Generics有另一個有趣的問題。 我敢肯定，你們中的一些人可能有正確的答案。

語境。 首先，為了理解上下文，讓我們看看對象Animal，Mammal和Cat的定義，它們是相互定義的：

public abstract class Animal<T extends Animal<T>> {
    private final int age;

    public Animal(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return this.age;
    }

    public abstract T setAge(int age);

    public static void main(String[] args) {
        List<Mammal<?>> mammals = new ArrayList<Mammal<?>>();
        mammals = Animal.increaseAge(mammals, 1);
        Map<Integer, List<Mammal<?>>> mammalsByAge = Animal.groupByAge(mammals);
    }

    public static <T extends Animal<T>> List<T> increaseAge(List<T> animals, int augment) {
        List<T> list = new LinkedList<T>();
        for (T animal : animals) {
            list.add(animal.setAge(animal.getAge() + augment));
        }
        return list;
    }

    public static <T extends Animal<T>> Map<Integer, List<T>> groupByAge(List<T> animals) {
        Map<Integer, List<T>> animalsPerAge = new TreeMap<Integer, List<T>>();
        animals.forEach((animal) -> {
            int age = animal.getAge();
            animalsPerAge.putIfAbsent(age, new LinkedList<T>());
            animalsPerAge.get(age).add(animal);
        });
        return animalsPerAge;
    }

};

abstract class Mammal<T extends Mammal<T>> extends Animal<Mammal<T>> {
    public Mammal(int age) {
        super(age);
    }
};

class Cat extends Mammal<Cat> {
    public Cat(int age) {
        super(age);
    }

    @Override
    public Cat setAge(int age) {
        return new Cat(age);
    }
}

后來，我會有不同的動物和哺乳動物。 此外，所有元素都必須實施“寫入時復制”策略，即更改動物的屬性會創建具有新屬性的相同類型的新動物。

最后，我需要實現兩個輔助函數， groupByAge和increaseAge 。

問題。 最初，我意識到Eclipse IDE可以編譯和執行程序，而Maven編譯器因編譯器錯誤而失敗。

[ERROR] Failed to execute goal
org.apache.maven.plugins:maven-compiler-plugin:3.1:compile
(default-compile) on project BCBS248Calculator: Compilation failure:
Compilation failure:

[ERROR] Animal.java:[25,33] method increaseAge in class
com.ibm.ilm.bcbs248.Animal<Tcannot be applied to given types;

[ERROR] required: java.util.List<T>,int

[ERROR] found: java.util.List<com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<?>>,int

[ERROR] reason: inferred type does not conform to equality
constraint(s)

[ERROR] inferred: com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<capture#1 of ?>

[ERROR] equality constraints(s): com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<capture#1
of ?>,com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<?>

[ERROR] Animal.java:[27,68] method groupByAge in class
com.ibm.ilm.bcbs248.Animal<Tcannot be applied to given types;

[ERROR] required: java.util.List<T>

[ERROR] found: java.util.List<com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<?>>

[ERROR] reason: inferred type does not conform to equality
constraint(s)

[ERROR] inferred: com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<capture#2 of ?>

[ERROR] equality constraints(s): com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<capture#2
of ?>,com.ibm.ilm.bcbs248.Mammal<?>

乍一看，我認為這是一個Maven-Problem（因為Eclipse可以編譯並執行代碼），但實際上，它似乎是Eclipse編譯器中的一個bug （？） 。 即使是普通的Java編譯器也無法編譯程序，它會因類型錯誤而終止，因為程序無法驗證。 這是Java泛型的一個眾所周知的問題，即Java類型檢查器此時無法驗證程序。 這僅僅是由於靜態類型檢查器的近似。

據我所知，Eclipse使用自己的Java編譯器，即允許編譯惡意程序的原始Java編譯器的包裝器？ 但是，在這種情況下，它沒有顯示任何錯誤消息？ 任何人都可以驗證這是Eclipse編譯器的問題嗎？

此外，有沒有人對如何解決編碼問題有另一個優雅的想法？ 作為一個簡單的單詞，我可以更改兩個輔助函數的類型簽名，如下所示：

public static <T extends Animal<?>> List<T> increaseAge(List<T> animals, int augment) {
    List<T> list = new LinkedList<T>();
    for (T animal : animals) {
        list.add((T) animal.setAge(animal.getAge() + augment));
    }
    return list;
}

public static <T extends Animal<?>> Map<Integer, List<T>> groupByAge(List<T> animals) {
    Map<Integer, List<T>> animalsPerAge = new TreeMap<Integer, List<T>>();
    animals.forEach((animal) -> {
        int age = animal.getAge();
        animalsPerAge.putIfAbsent(age, new LinkedList<T>());
        animalsPerAge.get(age).add(animal);
    });
    return animalsPerAge;
}

不幸的是，我還需要在行list.add((T) animal.setAge(animal.getAge() + augment));添加一個類型list.add((T) animal.setAge(animal.getAge() + augment)); 。 我可以使用改變后的類型簽名，但是我將擺脫類型轉換，因為它以不確定性結束。

重新添加相同類型的元素似乎不是更改類型簽名的問題。 但是，在調用setAge某些類型的信息似乎丟失了。 也許我可以通過這種方式改變函數或對象的類型？

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Maven 3.1版

Java版本1.8.0_201 Java（TM）SE運行時環境（版本1.8.0_201-b09）Java HotSpot（TM）64位服務器VM（版本25.201-b09，混合模式）

Eclipse IDE for Java Developers版本：Oxygen.3a版本（4.7.3a）版本號：20180405-1200

Answer 1

我認為這是一個Maven問題

Maven只是一個構建工具。 如果您遇到編譯錯誤，則與Maven無關。

Eclipse使用自己的Java編譯器，即允許編譯惡意程序的原始Java編譯器的包裝器

Eclipse有一個不同的編譯器，是的。 '惡意'不正確。 它支持漸進式編譯（僅在代碼更改時重新編譯代碼）。 它可以編譯和運行帶有編譯時錯誤的代碼，而不是將它們推遲到運行時異常。

任何人都可以驗證這是Eclipse編譯器的問題嗎？

正如你自己所說：“即使是普通的Java編譯器也無法編譯程序”。 所以答案是否定的。 你的程序是不正確的。

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你的問題基本上源於我不認為這些是有意義的泛型類型參數

Animal<T extends Animal<T>>
Mammal<T extends Mammal<T>>

當我看到泛型類型參數時，我嘗試插入單詞'to'或'of'，看看它是否有意義。

List<String>是一個字符串列表。 Comparable<String>是什么，可以比較字符串。 甲Listener<Message> 監聽消息。

那么什么是Mammal<Cat> ？ 貓的哺乳動物？ 哺乳動物對貓？ 你是否以同樣的方式看待它沒有意義？

您正在嘗試使用泛型將子類的知識傳播到父類。 這不是他們想要的。

---

以下是刪除泛型類型參數時代碼的外觀。 有一個未經檢查的強制轉換，但我們知道任何setter都保證返回相同類型的對象，因此可以安全地忽略它。

abstract class Animal {
    private final int age;

    public Animal(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return this.age;
    }

    public abstract Animal setAge(int age);

    public static <T extends Animal> List<T> increaseAge(List<T> animals, int augment) {
        List<T> list = new LinkedList<>();
        for (T animal : animals) {
            list.add((T) animal.setAge(animal.getAge() + augment));
        }
        return list;
    }

    public static <T extends Animal> Map<Integer, List<T>> groupByAge(List<T> animals) {
        Map<Integer, List<T>> animalsPerAge = new TreeMap<>();
        animals.forEach((animal) -> {
            int age = animal.getAge();
            animalsPerAge.putIfAbsent(age, new LinkedList<>());
            animalsPerAge.get(age).add(animal);
        });
        return animalsPerAge;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Mammal> mammals = new ArrayList<>();
        mammals = Animal.increaseAge(mammals, 1);
        Map<Integer, List<Mammal>> mammalsByAge = Animal.groupByAge(mammals);
    }
};

abstract class Mammal extends Animal {
    public Mammal(int age) {
        super(age);
    }
}

class Cat extends Mammal {
    public Cat(int age) {
        super(age);
    }

    @Override
    public Cat setAge(int age) {
        return new Cat(age);
    }
}

Answer 2

綜上所述，問題不在於方法體。 類型錯誤表示作為參數給出的列表不符合方法的類型簽名。 最后，它歸結為具有泛型的列表的標准協方差和逆變問題。 不知怎的，我認為我可以通過使用像Animal<Mammal<T>>這樣的嵌套泛型和具體的方法簽名來巧妙地繞過不確定性，但似乎它只將問題移植到另一個地方。

總結可能的解決方案：

可以使用通配符修復第二個方法調用（ groupByAge ） ? ，像<T extends Animal<?>> 。 這是有效的，因為我們只將類型T的元素移動到另一個類型為T列表。

第一個方法調用（ increaseByAge ）比較棘手。 我們還可以添加通配符? 但是，對於方法的類型簽名，我們在調用setAge之后丟失了我們有T類元素的信息（ setAge返回一個Animal<?>類型的元素）。

另一個人想知道如何解決這個問題，也許是通過使用Animal的另一種類型簽名？

顯然，類型轉換可以解決這個問題，但是類型轉換是不可接受的（即使它們的唯一目的是讓類型檢查器開心）。

另一種可能的解決方案是在列表定義中從Mammal中完全刪除泛型類型，如List<Mammal> mammals = new ArrayList<Mammal>(); 。 然而，這也導致了未經檢查的操作，因此就出局了。

顯然，代碼還會檢查我們是否使用具體列表，如Cat列表或Dog列表，如List<Cat> cats = new ArrayList<Cat>(); 。 但是，在這種情況下，情況需要有一個貓和狗的共同列表。

最后，仍然需要具有類型特定的increaseByAge -methods，例如，哺乳動物列表的increaseByAge方法，也可以在Mammal類中實現。

public static  List<Mammal<?>> increaseByAge(List<Mammal<?>> mammals, int augment) {
     List<Mammal<?>> list = new LinkedList<Mammal<?>>();
     for (Mammal<?> mammal : mammals) {
         mammal = mammal.setAge(mammal.getAge() + augment);
         list.add(mammal);
     }
     return list;
 }

可以從方法中刪除泛型類型，並直接關注哺乳動物列表。 Unfortuantly，這需要有多個increaseByAge方法，每個組的動物。

我仍然願意接受其他解決方案。 也許有人也會看到另一種想法，即如何編寫對象的泛型類型以使其更容易。

盡管有關泛型類型的所有討論，但仍然提到這似乎是Eclipse類型檢查器中的一個錯誤。 標准Java編譯器無法編譯此代碼，而Eclipse IDE編譯代碼也不會顯示任何類型錯誤。