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java - Java 中类似 ADT 的多态性(不改变类)

coder 2023-09-03 原文

在 Haskell 中，我可以定义以下数据类型:

data Tree = Empty
      | Leaf Int
      | Node Tree Tree

然后像这样写多态函数:

depth :: Tree -> Int
depth Empty = 0
depth (Leaf n) = 1
depth (Node l r) = 1 + max (depth l) (depth r)

在 Java 中，我可以用接口(interface)模拟代数数据类型:

interface Tree {}
class Empty implements Tree {}
class Leaf implements Tree { int n; }
class Node implements Tree { Tree l; Tree r; }

但是如果我尝试使用类似 Haskell 的多态性，我会得到一个错误:

int depth(Empty node) {
    return 0;
}
int depth(Leaf node) {
    return 1;
}
int depth(Node node) {
    return 1 + Math.max(depth(node.l), depth(node.r));   // ERROR: Cannot resolve method 'depth(Tree)'
}

克服这个问题的正确方法是放置方法 depth() 到每个类。但是如果我不想把它放在那里怎么办？例如，方法 depth() 可能与 Tree 没有直接关系，将其添加到类中会破坏业务逻辑。或者，更糟糕的是，Tree 可能是在我无权访问的第 3 方库中编写的。在这种情况下，实现类 ADT 多态性的最简单的方法是什么？

以防万一，目前我使用以下语法，这显然是不受欢迎的:

int depth(Tree tree) {
    if (tree instanceof Empty) depth((Empty)tree)
    if (tree instanceof Leaf) depth((Leaf)tree);
    if (tree instanceof Node) depth((Node)tree); 
    else throw new RuntimeException("Don't know how to find depth of " + tree.getClass());
}

最佳答案

尝试这样的事情。

抱歉，我的 Java 生锈了。如果与我不同，您可以记住语法，则可以使用 Java 泛型将 Object 细化为 Integer 或您正在编写的方法需要的任何类。但是您不能(可以吗？)返回原始类型，抱歉。

interface TreeFolder {
    Object onEmpty();
    Object onLeaf (int n);
    Object onNode (Tree l, Tree r);
}

interface Tree {
    Object fold (TreeFolder f);
}

class Empty implements Tree {
    Object fold (TreeFolder f) {
        return f.onEmpty();
    }
}

class Leaf implements Tree {
    private int n;
    Object fold (TreeFolder f) {
        return f.onLeaf (n);
    }
}

class Node implements Tree {
    private Tree l, r;
    Object fold (TreeFolder f) {
        return f.onNode (l, r);
    }
}

// meanwhile, in a class in another package far far away...
Object depth (Tree tree) {
    return tree.fold (new TreeFolder() {
        Object onEmpty() { return new Integer(0); }
        Object onLeaf (int n) { return new Integer(n); }
        Object onNode (Tree l, Tree r) {
            Integer ll = (Integer) l.fold (this);
            Integer rr = (Integer) r.fold (this);
            return new Integer (ll.intValue() + rr.intValue());
        }
    });
}

请注意，在 depth() 中，我必须手动递归(调用 fold())Tree 参数。您可以选择在 Node.fold() 中预先对它们进行递归(并相应地更改 TreeFolder)，但是您必须递归 - -- 如果你愿意，你不能选择只递归到左子树。 (在 Haskell 中，由于懒惰，我们不必做出这种权衡。)

关于java - Java 中类似 ADT 的多态性(不改变类)，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/12753880/

javacodeTreedepthhaskellalgebraic-data-types

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