涉及实现接口的实现问题

Question

我正在为不同类型的树编写一组集合类。我这样做是作为一项学习练习，我也希望它能有所帮助。我真的很想以正确的方式做到这一点，所以我一直在阅读 Effective Java 我也一直在研究 Joshua Bloch 通过查看源代码实现集合类的方式。我似乎对正在做什么有一个大致的了解，但我仍然有一些事情需要解决。

我有一个 Node 接口和一个实现 Node 接口的 AbstractNode 类。然后，我创建了一个 GenericNode （一个可以有 0 到 n 个子节点的节点，它是 n 树的一部分) 扩展 AbstractNode 并实现 Node 的类。这部分很容易。

接下来，我创建了一个 Tree 接口和一个实现 Tree 接口的 AbstractTree 类。之后，我开始编写一个 GenericTree 类，它扩展 AbstractTree 并实现 Tree。这就是我开始遇到问题的地方。

就设计而言，GenericTree 只能由 GenericTreeNode 类型的节点组成。这包括根。在我的 Tree 接口中：

public interface Tree<T> {

    void setRoot(Node<T> root);

    Node<T> getRoot();

    List<Node<T>> postOrder();

    ... rest omitted ...
}

并且 AbstractTree 实现了此接口：

public abstract class AbstractTree<T> implements Tree<T> {

    protected Node<T> root;

    protected AbstractTree() {
    }

    protected AbstractTree(Node<T> root) {
        this.root = root;
    }

    public void setRoot(Node<T> root) {
        this.root = root;
    }

    public Node<T> getRoot() {
        return this.root;
    }

    ... rest omitted ...
}

在 GenericTree 中，我可以有：

public GenericTree(Node<T> root) {
   super(root);
}

但这意味着您可以使用 Node 的任何子类型创建通用树。您还可以将树的根设置为 Node 的任何子类型。我希望能够将节点的类型限制为它可以表示的树的类型。要解决此问题，我可以这样做：

public GenericTree(GenericNode<T> root) {
   super(root);
}

但是，setRoot 仍然接受 Node 类型的参数。这意味着用户仍然可以创建根节点类型错误的树。我如何强制执行此约束？我能想到的唯一方法是：

• 执行一个 instanceof ，将检查限制为运行时。我不太喜欢这个。
• 从接口中删除 setRoot 并让基类实现此方法。这意味着它不是合同的一部分，任何想要制作新型树的人都需要记住实现此方法。

有更好的办法吗？

我的第二个问题涉及 postOrder 的返回类型，即 List>。这意味着，如果用户正在操作 GenericTree 对象并调用 postOrder，他或她会收到一个由 Node< 组成的列表/代码> 对象。这意味着在迭代（使用 foreach 构造）时，如果他们想要使用仅在该类中定义的方法，则必须执行显式转换为 GenericNode。我不喜欢把这种负担加在用户身上。在这种情况下我有什么选择？我只能考虑从接口中删除该方法，并让子类实现该方法，以确保它返回 Node 的适当子类型列表。然而，这再次将其从合约中删除，任何想要创建新型树的人都必须记住实现此方法。有更好的办法吗？

Answer 1

我认为你是本末倒置。

实现 Tree 和 Node 的几个具体实例。只有在分析它们有哪些共同的实现之后，并且只有在它们在那时仍然有意义的情况下才实现您的Abstract类。

编辑

回答你的第二个问题：

如果简单的Node不能在你的Tree界面中切割它，那么你别无选择，但是声明通用接口的第二个参数并在其上放置边界，就像这样

public interface Tree<
  T,
  TNode extends Node< T >
>
{

    void setRoot(TNode root);

    TNode getRoot();

    List<TNode> postOrder();

    ... rest omitted ...
}

然后 AbstractTree

public abstract class AbstractTree<
  T,
  TNode extends Node< T >
> implements Tree<T, TNode> {

  protected TNode root;

  protected AbstractTree(TNode root) {
    this.root = root;
  }

  ...
}

然后 GenericTree

public class GenericTree< T >
  extends AbstractTree< T, GenericNode< T > >
{

  public GenericTree ( GenericNode< T > root )
  {
    super( root );
  }

  @Override
  public List< GenericNode< T > > postOrder ( )
  {
    ...
  }
  ...
}