java - 在抽象 java 类中正确使用泛型？

问题描述

编辑：这个问题措辞不好，提供的答案在字面上是正确的，但没有教我如何获得我需要的东西。如果您正在为同样的问题苦苦挣扎，这最终帮助了我：当这些方法的返回类型取决于子类时，如何强制执行子类行为/方法？

我正在尝试从我编写的样板抽象类中实现一个基本的矩阵类。这个抽象类将有几个实现，每个都使用不同的数学库，然后我将测试它的速度。

每个实现都将其数据保存在该库的本机矩阵数据结构中。我认为这是泛型的一个用例。在这一点上，我认为我已经阅读了太多教程并观看了太多视频，因为我似乎无法找出所有正确的位置来放置TNotation 以使其正常工作。

所以我的问题是双重的：

我是否误用或错过了泛型的意义？
如果不是，它们使用的正确语法是什么？

我已经阅读了文档以及关于三个不同教程的内容，但仍然无法理解。

这是我尝试过的：

public abstract class BaseMatrix<T> {

    protected int[] shape;
    protected int nrows;
    protected int ncols;
    protected T data; // <--- Here is the generic data --->

    public BaseMatrix(int rows, int cols){
        this.nrows = rows;
        this.ncols = cols;
        this.shape = new int[]{nrows, ncols};
    }    

    public abstract BaseMatrix mmul(BaseMatrix other);

这是我的实现：

public class ND4JDenseMatrix extends BaseMatrix{
    

    // private INDArray data;

    public ND4JDenseMatrix(int rows, int cols) {
        super(rows, cols);
        this.data = Nd4j.zeros(this.shape); <--- Here is the non-generic data --->
    }


    @Override
    public ND4JDenseMatrix mmul(ND4JDenseMatrix other) {
      ND4JDenseMatrix result = new ND4JDenseMatrix(nrows, ncols);
      result.data = data.mmul(other.data);
      return result;
    }

错误是：Method does not override method from its superclass.

标签： javagenericsabstract-class

解决方案

将其数据保存在该库的本机矩阵数据结构中。我认为这是泛型的一个用例。

泛型用于链接事物。您用声明了类型变量<T>，并且就您的粘贴而言，您已经在一个位置（一个字段，T 类型）中使用了它。这是一面红旗；一般来说，鉴于它链接事物，如果你只在一个地方使用它，这通常是一个不好的迹象。

这就是我的意思：想象你想写一个方法说：这个方法接受 2 个参数并返回一些东西。这段代码并不特别关心你在这里折腾什么，但是，参数必须是相同的类型，我也返回该类型的东西。您希望将参数的类型、另一个参数的类型和返回类型链接在一起。

这就是泛型的用途。

如果我们稍微扭转一下思路，它可能适用于此：您希望将data字段的类型与 BaseMatrix 的某些特定实现只能对某些特定类型（例如 ND4JMatrix）进行操作的概念联系起来。

然而，大多数情况下，不，这并没有让我觉得正确使用泛型。你可以很容易地完全避免它：只是......停止拥有那个private T data;领域。你在这里有什么好处？你不知道那是什么类型，你甚至不知道它是否是可序列化的。你对此一无所知，编译器证实了这一点：你绝对不能对那个对象做任何事情，除了你可以对所有通常很无趣的对象做的事情。你可以调用.toString()它，同步它，也许调用它.hashCode()，就是这样。

为什么不直接放弃那个领域？实现可以使字段，不需要它在基地！

public class ND4JDense extends BaseMatrix {
    private ND4JMatrix data; // why not like this?
}

（此代码假定 'ND4JMatrix' 是您在此处所需的正确数据类型，可以是 ND4J impl 中数据的内部表示）。

但是，如果必须，是的，您可以在此处使用泛型。您已经键入了变量 BaseMatrix，这意味着BaseMatrix 的所有用法都必须参数化。那是您在代码中搞砸的部分。如果我们按照您的计划进行类型参数化 BaseMatrix 类和类型 T 的字段，则正确的代码是：

public class ND4JDense extends BaseMatrix<ND4JMatrix> {
   ...
}

但是，我不会这样做（我会让 impl 拥有该字段，更简单，无需用泛型打扰任何人）。当然，除非您确实需要该字段并且它是 BaseMatrix API 的一部分。例如，如果你想要这个：

public class BaseMatrix<T> {
    public T getData() { return data; }
}

然后它开始变得更有意义。有了它，您可以编写以下内容，它会全部编译并运行良好：

public class ND4JDense extends BaseMatrix<ND4JMatrix> {
    ...
    // no need to write a getData method here at all!
    ...
}

ND4JDense dense = new ND4JDense();
ND4JMatrix matrix = dense.getData();

但是，很明显，如果您打算让 ND4JMatrix 保留 BaseMatrix API 的用户可能不应该接触的实现细节，那么这是没有意义的。

编辑：你后来改变了我的问题。现在您希望该mmul方法有效地将“self”作为参数：您希望传入相同的类型。

你可以这样做，但这有点棘手。您需要自引用泛型破解。它看起来像这样：

public class BaseMatrix<T extends BaseMatrix<T>> {
   public abstract T mmul(T other);
}

实际上， T 的唯一有效值是您自己的类，或者至少是意图。这工作正常：

public class ND4JDenseMatrix extends BaseMatrix<ND4JDenseMatrix> {
    public ND4JDenseMatrix mmul(ND4JDenseMatrix other) {
      .. impl here ..
    }
}

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