que - Auto-referencia de los genéricos de Java: ¿es seguro?

que es generico en java

Question

Tengo esta interfaz simple:

public interface Node<E extends Node<E>>
{
    public E getParent();

    public List<E> getChildren();

    default List<E> listNodes()
    {
        List<E> result = new ArrayList<>();

        // ------> is this always safe? <-----
        @SuppressWarnings("unchecked")
        E root = (E) this;

        Queue<E> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);

        while(!queue.isEmpty())
        {
            E node = queue.remove();

            result.add(node);

            queue.addAll(node.getChildren());
        }

        return result;
    }
}

Veo que this es siempre una instancia del Node<E> (por definición).
Pero no puedo imaginar un caso donde this no sea un ejemplo de E ...
Dado que E extends Node<E> , ¿no debería Node<E> también ser equivalente a E por definición?

¿Puede dar un ejemplo de un objeto que sea una instancia de Node<E> , pero no es una instancia de E ?

Mientras tanto, mi cerebro se está derritiendo ...

La clase anterior fue un ejemplo simplificado.
Para mostrar por qué necesito un auto-límite, estoy agregando un poco de complejidad:

public interface Node<E extends Node<E, R>, R extends NodeRelation<E>>
{
    public List<R> getParents();

    public List<R> getChildren();

    default List<E> listDescendants()
    {
        List<E> result = new ArrayList<>();

        @SuppressWarnings("unchecked")
        E root = (E) this;

        Queue<E> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);

        while(!queue.isEmpty())
        {
            E node = queue.remove();

            result.add(node);

            node.getChildren()
                .stream()
                .map(NodeRelation::getChild)
                .forEach(queue::add);
        }

        return result;
    }
}

public interface NodeRelation<E>
{
    public E getParent();

    public E getChild();
}

Answer 1

Con este tipo de situación, a menudo es útil tener un método getThis que (por convención) devuelve this .

Yo haria lo siguiente

public interface Node<E extends Node<E, R>,
                      R extends NodeRelation<E, R>>
{
    public List<R> getParents();
    public List<R> getChildren();
    public List<E> listDescendants() ;
}
public interface NodeRelation<E extends Node<E, R>,
                              R extends NodeRelation<E, R>>
{
    public E getParent();
    public E getChild();
}
abstract class ANode<E extends ANode<E,R>,
                     R extends ARelation<E,R>>
implements Node<E,R> {
    abstract protected E getThis() ;
    public List<E> listDescendants()
    {
        List<E> result = new ArrayList<>();
        E root = getThis() ;
        ...
        return result;
    }

}

abstract class ARelation<E extends ANode<E,R>,
                     R extends ARelation<E,R>>
implements NodeRelation<E,R> {
}

class CNode extends ANode<CNode, CRelation> {
    public CNode getThis() { return this ; }
    ...
}

class CRelation extends ARelation<CNode, CRelation> {
    ...
}

Aunque puede que no me moleste en tener capas tanto de clase abstracta como de interfaz.

Answer 2

El problema no está en E root = (E) this . Puede funcionar bien hasta que comience a iterar a través del resultado de listNodes() .

Ese ejemplo demuestra dónde se lanzará exactamente ClassCastException :

public interface Node<E extends Node<E>> {

    List<E> getRelatedNodes();

    default List<E> getAllNodes() {
        List<E> result = new ArrayList<>();
        result.add((E) this); //<--that cast is not a problem because of type erasure
        return result;
    }
}

class NodeA implements Node<NodeA> {

    public NodeA() {
    }

    @Override
    public List<NodeA> getRelatedNodes() {
        return null;
    }
}

class NodeB implements Node<NodeA> {

    private List<NodeA> relatedNodes;

    public NodeB(List<NodeA> relatedNodes) {
        this.relatedNodes = relatedNodes;
    }

    @Override
    public List<NodeA> getRelatedNodes() {
        return relatedNodes;
    }
}

Ejecutar:

List<NodeA> nodes = new NodeB(Arrays.asList(new NodeA())).getAllNodes(); //according to generic it is list of NodeA objects
for (NodeA node : nodes) { //ClassCastException will be thrown
    System.out.println(node);
}

Answer 3

Sin <E extends Node<E>> , podría tener cualquiera de estos casos:

Node<Integer>

donde el tipo genérico no es un Node en absoluto, o

Node<DifferentNode>

donde los límites genéricos no coinciden.

Dicho esto, no es típico ver un límite de esta manera, ya que se espera que el Node<E> sea ​​un nodo que contenga algún valor de tipo E , y que los children sean una List<Node<E>> , no una List<E> .

Answer 4

Un ejemplo sencillo para ilustrar el problema: un nodo de un tipo diferente de nodo:

class NodeA implements Node<NodeA> {
    ...
}

Y:

class NodeB implements Node<NodeA> {
    ...
}

En este caso, E root = (E) this resolvería a NodeA root = (NodeA) this , donde se trata de un NodeB . Y eso es incompatible.