Wie kann das Curiously Recurring Template Pattern (CRTP) die Typvariablenbeschränkungen von Java lösen?

Typvariablen zur Referenzierung aktueller Typen

Bei der objektorientierten Programmierung ist es oft wünschenswert, innerhalb von Methoden oder Funktionen auf den Typ der aktuellen Instanz zu verweisen. In Java dürfen Typvariablen jedoch nicht auf den Typ der Klasse verweisen, in der sie deklariert sind, was zu Situationen führt, in denen das gewünschte Verhalten nicht erreicht werden kann.

Umgehung von Typvariablenbeschränkungen

Um diese Einschränkung zu überwinden, ist ein komplexes Muster entstanden, das „Curiously Recurring Template Pattern“ (CRTP) genannt wird. Dieses Muster beinhaltet die Erstellung einer hierarchischen Klassenstruktur, in der jede Ebene der Hierarchie einen Vertrag zur Rückgabe des Laufzeittyps ihrer Instanzen definiert:

SelfTyped Base Class

abstract class SelfTyped<SELF extends SelfTyped<SELF>> {

   abstract SELF self();
}

Fortgeschrittene Erweiterungskurse (Zusammenfassung)

public abstract class MyBaseClass<SELF extends MyBaseClass<SELF>>
extends SelfTyped<SELF> {

    MyBaseClass() { }

    public SELF baseMethod() {

        //logic

        return self();
    }
}

Leaf-Implementierungsklassen (Abschluss)

public final class MyLeafClass extends MyBaseClass<MyLeafClass> {

    @Override
    MyLeafClass self() {
        return this;
    }

    public MyLeafClass leafMethod() {

        //logic

        return self(); //could also just return this
    }
}

Musterverwendung

MyLeafClass mlc = new MyLeafClass().baseMethod().leafMethod();
AnotherLeafClass alc = new AnotherLeafClass().baseMethod().anotherLeafMethod();

Vorsichtsmaßnahmen und Einschränkungen

Das CRTP-Muster ist nicht ohne Fallstricke und Einschränkungen:

• Missbrauchspotenzial:Das Muster kann missbraucht werden, wenn es außerhalb des beabsichtigten Typs liegt Hierarchieversuch, SELF mit einem falschen oder irreführenden Typ zu implementieren.
• Eingeschränkte Öffentlichkeit Erweiterbarkeit:Um Missbrauch zu verhindern, wird empfohlen, die Zwischenklassen paketprivat zu halten und eine öffentliche Erweiterung zu vermeiden.
• Syntaktischer Zucker: Letztendlich stellt das CRTP-Muster nur syntaktischen Zucker und bereit umgeht die Einschränkungen des Typs nicht wirklich Variablen.

Fazit

Das CRTP-Muster bietet eine Problemumgehung für die Referenzierung des aktuellen Typs mithilfe von Typvariablen, es ist jedoch wichtig, seine Auswirkungen und Verwendung sorgfältig abzuwägen es sparsam. Es handelt sich um ein komplexes Muster, das eine sorgfältige Implementierung erfordert und den Fällen vorbehalten bleiben sollte, in denen seine Vorteile die zusätzliche Komplexität überwiegen.

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