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java - 如何在 Java 中实现抽象静态方法？

coder 2023-08-30 原文

关于不可能包含静态抽象 Java 方法的问题有很多。还有很多关于此的解决方法(设计缺陷/设计强度)。但是我找不到任何关于我即将说明的具体问题的信息。

在我看来，开发 Java 的人以及相当多的使用它的人并不像我和其他许多人那样看待静态方法 - 作为类函数或属于的方法到类而不是任何对象。那么还有其他实现类函数的方法吗？

这是我的例子:在数学中，组 是一组对象，它们可以通过某种操作 * 以某种合理的方式相互组合 - 例如，正实数构成一个正常乘法下的组 (x * y = x × y)，整数集形成一个组，其中“乘法”运算是加法 (m * n = m + n)。

在 Java 中对此进行建模的一种自然方法是为组定义一个接口(interface)(或抽象类):

public interface GroupElement
{
  /**
  /* Composes with a new group element.
  /* @param elementToComposeWith - the new group element to compose with.
  /* @return The composition of the two elements.
   */
  public GroupElement compose(GroupElement elementToComposeWith)
}

我们可以为我上面给出的两个例子实现这个接口(interface):

public class PosReal implements GroupElement
{
  private double value;

  // getter and setter for this field

  public PosReal(double value)
  {
    setValue(value);
  }

  @Override
  public PosReal compose(PosReal multiplier)
  {
    return new PosReal(value * multiplier.getValue());
  }
}

和

public class GInteger implements GroupElement
{
  private int value;

  // getter and setter for this field

  public GInteger(double value)
  {
    setValue(value);
  }

  @Override
  public GInteger compose(GInteger addend)
  {
    return new GInteger(value + addend.getValue());
  }
}

但是，一个组还有一个重要的属性:每个组都有一个标识元素 - 一个元素e 使得x * e = x 对于组中的所有 x。例如，乘法下正实数的单位元是1，加法下整数的单位元是0。在这种情况下，每个实现类都有一个方法是有意义的，如下所示:

public PosReal getIdentity()
{
  return new PosReal(1);
}

public GInteger getIdentity()
{
  return new GInteger(0);
}

但在这里我们遇到了问题 - getIdentity 方法不依赖于对象的任何实例，因此应该声明为 static(事实上，我们可能希望从静态上下文中引用它)。但是如果我们把getIdentity方法放到接口(interface)里面，那么我们就不能在接口(interface)里面声明static，所以它不可能是static在任何实现类中。

有什么方法可以实现此 getIdentity 方法:

  1. 强制 GroupElement 的所有实现保持一致，因此 GroupElement 的每个实现都必须包含一个 getIdentity 函数。
  2. 静态行为；即，我们可以获得 GroupElement 的给定实现的标识元素，而无需为该实现实例化对象。

条件 (1) 本质上是说“是抽象的”，条件 (2) 是说“是静态的”，我知道 static 和 abstract 在 java 。那么语言中有没有一些相关的概念可以用来做这件事呢？

最佳答案

本质上，您所要求的是在编译时强制执行类定义具有特定签名的给定静态方法的能力。

你不能在 Java 中真正做到这一点，但问题是:你真的需要这样做吗？

假设您当前选择实现静态 getIdentity()在你的每个子类中。考虑到在您使用之前您实际上并不需要此方法，当然，如果您尝试使用它但未定义它，您将得到一个编译器错误提醒您定义它。

如果你定义它但签名不“正确”，并且你试图以不同于你定义它的方式使用它，你也会得到一个编译器错误(关于使用无效参数调用它，或返回类型问题等)。

由于您不能通过基类型调用子类静态方法，因此您总是必须显式调用它们，例如GInteger.getIdentity() .因为如果你尝试调用 GInteger.getIdentity() 编译器已经会报错了。什么时候getIdentity()没有定义，或者如果你不正确地使用它，你实际上获得了编译时检查。当然，您唯一缺少的是强制定义静态方法的能力，即使您从未在代码中使用它也是如此。

所以你已经很接近了。

你的例子是一个很好的例子，可以解释你想要什么，但我会挑战你想出一个例子，在这个例子中有一个关于缺少静态函数的编译时警告是必要的；我唯一能想到的是，如果你正在创建一个供他人使用的库，并且你想确保你不会忘记实现一个特定的静态函数——但要对你的所有子类进行适当的单元测试也可以在编译时捕获它(如果 getIdentity() 不存在，您将无法测试它)。

注意:查看您的新问题评论:如果您要求在给定 Class<?> 的情况下调用 静态方法的能力，你本身不能(没有反射)——但你仍然可以获得你想要的功能，如 Giovanni Botta's answer 中所述。 ;您将为运行时检查牺牲编译时检查，但可以获得使用身份编写通用算法的能力。所以，这实际上取决于您的最终目标。

关于java - 如何在 Java 中实现抽象静态方法？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/22458838/

何在javacodeemgetIdentityoopinterfacestaticabstract

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