Java泛型让声明方法返回子类型（泛型递归模式）

转自：http://codelife.me/blog/2014/03/05/returning-subtype-of-declared-type-from-method-by-java-generics/

泛型典型的使用场景是集合。考虑到大多数情况下集合是同质的（同一类型），通过声明参数类型，可免去类型转换的麻烦。本文将讨论本人阅读Spring Security源码时遇到的一个关于泛型递归模式的问题。

在Spring Security的源码里有一个ProviderManagerBuilder接口，声明如下：

public interface ProviderManagerBuilder<B extends ProviderManagerBuilder<B>> extends 
SecurityBuilder<AuthenticationManager> {
    B authenticationProvider(AuthenticationProvider authenticationProvider);
}

其实现类AuthenticationManagerBuilder

public class AuthenticationManagerBuilder extends 
AbstractConfiguredSecurityBuilder<AuthenticationManager, AuthenticationManagerBuilder> implements ProviderManagerBuilder<AuthenticationManagerBuilder> {

    //...
    
    public AuthenticationManagerBuilder authenticationProvider(
        AuthenticationProvider authenticationProvider) {
        this.authenticationProviders.add(authenticationProvider);
        return this;
    }
    
    //...

}

上面有很多干扰项，我们来简化一下
接口A定义如下


public interface A<T extends A<T>> {

    T add();

}

A接口的实现类B


public class B implements A<B> {
    
    @Override
    public B add() {
        return null;
    }

} 
/*注意，此处类`B`里的add方法返回类型`B`。也就是说，
接口`A`里声明的方法时并不知道子类型`B`的存在，通过继承和泛型，
可以放返回值动态的适配子类型，这一切都要归功于`<T extends A<T>>`
*/

泛型递归模式（Recurring Generic Pattern）
public interface A<T extends A<T>>对于参数类型T是递归定义的。有如GNU的定义“GNU’s Not Unix!”。

典型的例子是java.lang.Enum

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
    implements Comparable<E>, Serializable {
    //...
}

java所有的枚举类型都隐式的继承java.lang.Enum
，不允许通过现实的继承声明枚举类型，甚至集成java.lang.Enum
也是编译器所不允许的。

假设有一个枚举类StatusCode,其等价的声明如下:
public class StatusCode extends Enum<StatusCode>
现在我们来验证一下泛型约束，
1.因为Enum<StatusCode>,所以E=StatusCode

2.根据<E extend Enum<E>>和 E=StatusCode 可得，<StatusCode extend Enum<StatusCode>>

3.由于public class StatusCode extends Enum<StatusCode>第二步的结论显然成立。

为什么Enum的声明这么绕？直接Enum不行么？

因为Enum<E>实现了Comparable<E>接口，该接口有一个compareTo方法:

public int compareTo(E o) {}

泛型递归模式与继承
泛型递归模式interface A<T extend A<T>>用于约束参数类型T，要求其为类型A的子类。考虑到继承和实现B implements A<B>,参数类型和实体类型是一致的。这样类A中方法签名里涉及到参数类型T的地方，在实现类里会为实现类本身，这让类型系统更加的严谨。

Java泛型让声明方法返回子类型（泛型递归模式）

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