具有泛型的 Java Factory Pattern

2022-09-01 23:32:04

我希望返回具有正确泛型类型的用户界面实例。我被困在下面的示例中,得到错误:BallUserInterfaceFactory

绑定不匹配:BallUserInterfaceFactory 类型的泛型方法 getBaseballUserInterface(BASEBALL) 不适用于参数 (BALL)。推断类型 BALL 不是有界参数的有效替代项

public class BallUserInterfaceFactory {
    public static <BALL extends Ball> BallUserInterface<BALL> getUserInterface(BALL ball) {

        if(ball instanceof Baseball){
            return getBaseballUserInterface(ball);
        }
        //Other ball types go here

        //Unable to create a UI for ball
        return null;
    }

    private static <BASEBALL extends Baseball> BaseballUserInterface<BASEBALL> getBaseballUserInterface(BASEBALL ball){
        return new BaseballUserInterface<BASEBALL>(ball);
    }
}

我知道它不能保证BALL是棒球,因此getBaseballUserInterface方法调用上存在参数类型不匹配。

如果我在getBaseballUserInterface方法调用中转换ball参数,那么我得到错误:

类型不匹配:无法从 转换为BaseballUserInterface<Baseball>BallUserInterface<BALL>

因为它不能保证我返回的是同一类型的BALL。

我的问题是,处理这种情况的策略是什么?

(为完整起见,以下是示例中所需的其他类)

public class Ball {

}

public class Baseball extends Ball {

}

public class BallUserInterface <BALL extends Ball> {

    private BALL ball;

    public BallUserInterface(BALL ball){
        this.ball = ball;
    }
}

public class BaseballUserInterface<BASEBALL extends Baseball> extends BallUserInterface<BASEBALL>{

    public BaseballUserInterface(BASEBALL ball) {
        super(ball);
    }

}

答案 1

这是一个错误的设计模式。与其使用一个泛型方法和一个 if 梯子,不如使用重载。重载消除了对 if 梯形图的需求,编译器可以确保调用正确的方法,而不必等到运行时。

例如。

public class BallUserInterfaceFactory {

    public static BallUserInterface<Baseball> getUserInterface(
            Baseball ball) {
        return new BallUserInterface<Baseball>(ball);
    }

    public static BallUserInterface<Football> getUserInterface(
            Football ball) {
        return new BallUserInterface<Football>(ball);
    }
}

这样,如果您的代码无法为适当的球创建,您还可以获得编译时错误的额外好处。BallUserInterface


要避免 if 梯次,可以使用一种称为双重调度的技术。从本质上讲,我们使用这样一个事实,即实例知道它属于哪个类,并为我们调用适当的工厂方法。为此,需要有一个返回相应 .BallBallInterface

可以将方法抽象化,也可以提供引发异常或返回 null 的默认实现。球和棒球现在应该看起来像这样:

public abstract class Ball<T extends Ball<T>> {
    abstract BallUserInterface<T> getBallUserInterface();
}

.

public class Baseball extends Ball<Baseball> {
    @Override
    BallUserInterface<Baseball> getBallUserInterface() {
        return BallUserInterfaceFactory.getUserInterface(this);
    }
}

为了使事情变得更整洁,最好将包设为私有,并在 中提供通用的 getter。然后,工厂可以管理其他检查,例如 null 和任何引发的异常。例如。getBallUserInterfaceBallUserInterfaceFactory

public class BallUserInterfaceFactory { 
    public static BallUserInterface<Baseball> getUserInterface(
            Baseball ball) {
        return new BallUserInterface<Baseball>(ball);
    }   
    public static <T extends Ball<T>> BallUserInterface<T> getUserInterface(
            T ball) {
        return ball.getBallUserInterface();
    }
}

访客模式

正如评论中指出的那样,上述问题的一个问题是它要求类具有UI的知识,这是非常不可取的。但是,您可以使用访问者模式,这使您能够使用双重调度,还可以分离各种类和 UI。BallBall

首先,必要的访客类和工厂功能:

public interface Visitor<T> {
    public T visit(Baseball ball);
    public T visit(Football ball);
}

public class BallUserInterfaceVisitor implements Visitor<BallUserInterface<? extends Ball>> {
    @Override
    public BallUserInterface<Baseball> visit(Baseball ball) {
        // Since we now know the ball type, we can call the appropriate factory function
        return BallUserInterfaceFactory.getUserInterface(ball);
    }   
    @Override
    public BallUserInterface<Football> visit(Football ball) {
        return BallUserInterfaceFactory.getUserInterface(ball);
    }
}

public class BallUserInterfaceFactory {
    public static BallUserInterface<? extends Ball> getUserInterface(Ball ball) {
        return ball.accept(new BallUserInterfaceVisitor());
    }
    // other factory functions for when concrete ball type is known
}

您会注意到,访问者和工厂函数必须使用通配符。这对于类型安全是必需的。由于您不知道传递了哪种类型的球,因此该方法无法确定返回的 UI(除了它是球 UI)。

其次,您需要定义一个接受 .的每个具体实现还必须实现此方法,以便访问者模式正常工作。实现看起来完全相同,但类型系统确保调度适当的方法。acceptBallVisitorBall

public interface Ball {
    public <T> T accept(Visitor<T> visitor);
}

public class Baseball implements Ball {
    @Override
    public <T> T accept(Visitor<T> visitor) {
        return visitor.visit(this);
    }
}

最后,一些可以将所有这些放在一起的代码:

Ball baseball = new Baseball();
Ball football = new Football();

List<BallUserInterface<? extends Ball>> uiList = new ArrayList<>();

uiList.add(BallUserInterfaceFactory.getUserInterface(baseball));
uiList.add(BallUserInterfaceFactory.getUserInterface(football));

for (BallUserInterface<? extends Ball> ui : uiList) {
    System.out.println(ui);
}

// Outputs:
// ui.BaseballUserInterface@37e247e2
// ui.FootballUserInterface@1f2f0ce9

答案 2

这是一个非常好的问题。

你可以野蛮地投掷

    return (BallUserInterface<BALL>)getBaseballUserInterface((Baseball)ball);

答案在理论上是有缺陷的,因为我们强制 .BASEBALL=Baseball

由于擦除,它可以工作。实际上,这取决于擦除。

我希望有一个更好的答案,即重新化安全


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