实例化抽象类的通用扩展

Question

尝试为遗传算法编写一些通用代码，我有一个抽象类 Genotype，如下所示：

public abstract class Genotype {
private ArrayList<Gene> genotype = new ArrayList<Gene>();

//...

public Genotype(ArrayList<Gene> genotype) {
    setGenotype(genotype);
    setGenotypeLength(genotype.size());
}

public abstract Phenotype<Gene> getPhenotype();

public abstract void mutate();

//...
}

该类旨在扩展，并且子类显然提供了 getPhenotype() 和 mutate() 的实现。但是，我还有第二个类，它接受两个 Genotype 对象作为参数并返回包含 Genotype 对象的 ArrayList。因为我现在不知道扩展 Genotype 对象的类型，所以我需要使用通用参数，如下所示：

public class Reproducer {

//...

    private <G extends Genotype> ArrayList<Genotype> crossover(G parent1, G parent2) {
        ArrayList<Genotype> children = new ArrayList<Genotype>();

        ArrayList<Gene> genotypeOne = ArrayListCloner.cloneArrayList(parent1.getGenotype());
        ArrayList<Gene> genotypeTwo = ArrayListCloner.cloneArrayList(parent2.getGenotype());

        //one point crossover
        int p = gen.nextInt(genotypeOne.size());

        for (int i = 0; i < p; i++) {
            genotypeOne.set(i, genotypeOne.get(i));
            genotypeTwo.set(i, genotypeTwo.get(i));
        }
        for (int i = p; i < 10; i++) {
            genotypeOne.set(i, genotypeTwo.get(i));
            genotypeTwo.set(i, genotypeOne.get(i));
        }

        children.add(new G(genotypeOne)); //THROWS ERROR: Cannot instantiate the type G
        children.add(new G(genotypeTwo)); //THROWS ERROR: Cannot instantiate the type G

        return children;
    }
}

但是，由于我需要在 ArrayList 中返回两个 G 类型的对象，所以我显然有一个问题，我可以' t 实例化新的 Genotype 对象，因为它们是 1. 通用类型，并且大概是 2. 抽象的。

这可能是一个糟糕的方式来解决所有问题，但如果有人有一个解决方案那就太好了。谢谢。

Answer 1

我建议在您的 Genotype 类中使用工厂方法

public abstract class Genotype {
     public abstract GenoType newInstance();
}

Answer 2

您可以使用抽象工厂模式。由于您的工厂中只需要一种工厂方法，这可以说是一种退化情况，但它可能正是您所需要的。您应该将工厂实例传递给您的 Re Producer 对象，可能作为某种方法的参数。这并不漂亮，但至少你现在对对象创建有了抽象。

更好的解决方案可能是更改您的架构。为什么不忘记 Genotype 类呢？您的基因型表示基本上是基因列表。您可以创建一个实用程序类，对这些列表进行（通用）操作，并在其他类中使用这些操作。以下是我的意思的一个概述：

public static <G extends Gene> List<? extends G> mutate( List<G> genotype ) { ... }
public static <G extends Gene> List<List<? extends G>> crossover( List<G> p1, List<G> p2 ) { ... }

作为旁注：优先声明接口类型而不是类类型；在您的示例中，您不使用 List 接口。

最后附注：在您的示例中，您实际上并不需要泛型类型。如果您将参数类型声明为Genotype，您将得到相同的解决方案（具有相同的问题）。 X 类型参数接受 X 类型的任何对象（包括子类型！）作为参数。