在Java泛型中实现自引用：解决循环引用问题

Java泛型中的自引用（递归）：解析问题

自引用泛型简介

泛型是一种强大的编程技术，它允许我们创建类型安全的代码，而无需明确指定类型参数。在 Java 中，泛型可以通过< 和 > 符号来表示，其中泛型类型变量位于符号之间。

在某些情况下，我们可能需要使用自引用泛型，也就是泛型类型变量引用它自己。这被称为泛型的递归，并且允许我们创建能够自我参数化的类型。

问题

在 Java 中，实现泛型递归可能会遇到一些挑战。让我们考虑以下示例：

public interface Node<E extends Edge> {
    List<E> getOutgoingEdges();
    List<E> getIncomingEdges();
}

public interface Edge<N extends Node> {
    N getSource();
    N getTarget();
}

编译器将拒绝编译此代码，因为它导致了循环引用。为了解决这个问题，我们可以尝试以下方法：

public interface Node<E extends Edge<?>> {
    List<E> getOutgoingEdges();
    List<E> getIncomingEdges();
}

public interface Edge<N extends Node<?>> {
    N getSource();
    N getTarget();
}

然而，这种方法的问题是，它允许使用两个类来实现这些接口：

public class NodeImpl<E extends Edge<NodeImpl<E>>> implements Node<E> {
    // ...
}

public class EdgeImpl<N extends Node<EdgeImpl<N>>> implements Edge<N> {
    // ...
}

这并不是我们想要的，因为我们希望强迫 NodeImpl 和 EdgeImpl 仅能够实现特定的 Node 和 Edge 类型。

解决方案

正确的解决办法是：

public interface Node<E extends Edge<? super Node<E>>> {
    List<E> getOutgoingEdges();
    List<E> getIncomingEdges();
}

public interface Edge<N extends Node<? super N>> {
    N getSource();
    N getTarget();
}

这些接口使用? super 通配符，它允许类型参数引用其自身或其任何超类。这确保了 NodeImpl 和 EdgeImpl 只能使用兼容的 Node 和 Edge 类型进行实例化。

实例化

我们可以按如下方式实例化 NodeImpl 和 EdgeImpl：

NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<EdgeImpl<NodeImpl<Edge