java Iterable接口为啥不能带泛型通配符？或者：为啥我不能重写 iterator() 方法为子类返回一个 Iterator？

Posted 2023-02-23

【中文标题】java Iterable接口为啥不能带泛型通配符？或者：为啥我不能重写 iterator() 方法为子类返回一个 Iterator？

【英文标题】：Why can't the java Iterable interface take a generics wildcard? Or: why can't I an overriding iterator() method return an Iterator for a subclass?java Iterable接口为什么不能带泛型通配符？或者：为什么我不能重写 iterator() 方法为子类返回一个 Iterator？

【发布时间】：2012-06-11 15:25:33

【问题描述】：

我有一些类：SearchResponse、SearchResponseHit、SpecialSearchResponse（扩展 SearchResponse）和 SpecialSearchResponseHit（扩展 SearchResponseHit）。

SearchResponse 看起来像这样：

public class SearchResponse implements Iterable<SearchResponseHit> 

    [...]

    public Iterator<SearchResponseHit> iterator() 
        return searchResponseHits.iterator();
    

这使我可以在 foreach 循环中使用 SearchResponse 的实例，如下所示：

for (SearchResponseHit hit : mySearchResponse) 
    [...]

现在，我想做但不知道怎么做，就是在我有一个 SpecialSearchResponse 实例时编译这段代码：

for (SpecialSearchResponseHit specialHit : mySpecialSearchResponse) 
    [...]

这给了我以下编译器错误：

Type mismatch: cannot convert from element type SearchResponseHit to SpecialSearchResponseHit

如果我尝试将此代码添加到 SpecialSearchResponse：

public Iterator<SpecialSearchResponseHit> iterator() 
    [...]

...我收到错误：

The return type is incompatible with Iterable<SearchResponseHit>.iterator()

我已尝试将 SearchResponse 中的方法更改为：

    public Iterator<? extends SearchResponseHit> iterator() 
        return searchResponseHits.iterator();
    

...但这给了我错误：

The return type is incompatible with Iterable<SearchResponseHit>.iterator()

然后我尝试将类定义更改为：

public class SearchResponse implements Iterable<? extends SearchResponseHit>

...但这给了我这个错误：

    The type SearchResponse cannot extend or implement Iterable<? extends SearchResponseHit>. A supertype may not specify any wildcard

解决这个问题最好（也是最漂亮）的方法是什么？还是我必须跳过foreach-method（以及其他在后台使用Iterable接口的函数）并编写一个getSpecialIterator()方法，然后直接使用迭代器？

问候 /J

【问题讨论】：

我认为这是一个泛型问题，而不是 Iterable。此外，您还没有显示SearchResponse extends SearchResponseHit。

好吧，不管如何对这个问题进行分类（“泛型”或“Iterable”），问题都是真实而明显的。此外，SearchResponse 不会也不应该扩展 SearchResponseHit，那么您是从哪里得到的呢？

我的错，我的意思是 SpecialSearchResponse 但我明白你的意思。

【参考方案1】：

一种方法是通过以下方式声明各种类：

public class SearchResponse<T  extends SearchResponseHit> implements Iterable<T> 
    List<T> searchResponseHits;

    public Iterator<T> iterator() 
        return searchResponseHits.iterator();
    


public class SearchResponseHit 

public class SpecialSearchResponse extends SearchResponse<SpecialSearchResponseHit> 
public class SpecialSearchResponseHit extends SearchResponseHit 

这样你就可以这样称呼他们：

    SearchResponse<SearchResponseHit> sr = new SearchResponse<SearchResponseHit>();
    for (SearchResponseHit h : sr) 

    SpecialSearchResponse s-s-r = new SpecialSearchResponse();
    for (SpecialSearchResponseHit h : s-s-r) 

但这在SearchResponse 类中引入了泛型，您不能再简单地声明SearchResponse sr = new SearchResponse()（没有警告和强制转换）。

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更新 根据您的评论，您也可以创建一个包含泛型样板的通用超类 - 您可以将其设为抽象并封装私有，以便您的类的用户看不到它：

abstract class AbstractSearchResponse<T  extends SearchResponseHit> implements Iterable<T>
    List<T> searchResponseHits;

    public Iterator<T> iterator() 
        return searchResponseHits.iterator();
    


public class SearchResponse extends AbstractSearchResponse<SearchResponseHit>  
public class SpecialSearchResponse extends AbstractSearchResponse<SpecialSearchResponseHit> 

现在您可以随意调用 2 个孩子了：

SearchResponse sr = new SearchResponse();
for (SearchResponseHit h : sr) 

SpecialSearchResponse s-s-r = new SpecialSearchResponse();
for (SpecialSearchResponseHit h : s-s-r) 

【讨论】：

感谢您的建议，阿西利亚斯。但我不得不说，添加这些额外的代码只是为了让编译器高兴，但编码器不高兴，对我来说还不够好。我真的不明白为什么 Java 在这种情况下对我不利。这种限制背后的逻辑原因是什么？

感谢您更新的建议，我将您的建议标记为已接受的答案（但没有足够的声誉来投赞成票）。但是我认为实际上更喜欢保留我现在拥有的简单类结构，SpecialSearchResponse 实际上扩展了 SearchResponse （如果我永远不必从外部引用它，那么有一个抽象的祖先就可以了，但是在某些情况下我会也需要）。所以我想我只能接受 Java 在这种方式上受到限制的事实。

【参考方案2】：

接受的答案有很好的解决方法，但至于为什么这是一个问题，这是因为 Iterable 的定义不明确。迭代器方法的签名应该是Iterator<? extends T> iterator()。由于Iterator<T>的所有方法仅以协变方式使用类型参数T，所以Iterator<T>等价于Iterator<? extends T>，但通配符版本更灵活。反对这样做的唯一理由是，如果您认为将来会添加 T 的逆变用法（例如 insert(T obj)）。但是，无论如何，这样做可能需要一个新界面。