Curiously Recurring Template Pattern (CRTP) は Java の型変数の制限をどのように解決できるのでしょうか?

現在の型を参照するための型変数

オブジェクト指向プログラミングでは、メソッドまたは関数内で現在のインスタンスの型を参照することが望ましいことがよくあります。ただし、Java では、型変数が宣言されているクラスの型を参照することは許可されていないため、目的の動作を実現できない状況が発生します。

型変数の制限の回避

この制限を克服するために、「Curiously Recurring Template Pattern」(CRTP) と呼ばれる複雑なパターンが登場しました。このパターンには、階層クラス構造の作成が含まれます。ここで、階層の各レベルがインスタンスのランタイム型を返すためのコントラクトを定義します:

SelfTyped Base Class

abstract class SelfTyped<self extends selftyped>> {

   abstract SELF self();
}</self>

中級拡張クラス(要約)

public abstract class MyBaseClass<self extends mybaseclass>>
extends SelfTyped<self> {

    MyBaseClass() { }

    public SELF baseMethod() {

        //logic

        return self();
    }
}</self></self>

リーフ実装クラス (最終版)

public final class MyLeafClass extends MyBaseClass<myleafclass> {

    @Override
    MyLeafClass self() {
        return this;
    }

    public MyLeafClass leafMethod() {

        //logic

        return self(); //could also just return this
    }
}</myleafclass>

パターンの使用法

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

注意事項と制限

CRTP パターンには落とし穴と制限がないわけではありません:

• 悪用の可能性: 意図されたタイプ以外のタイプの場合、パターンは悪用される可能性があります。階層が誤ったまたは誤解を招く型で SELF を実装しようとしています。
• 限定公開拡張性: 誤用を防ぐため、中間クラスをパッケージプライベートに保ち、パブリックに拡張しないことをお勧めします。
• 構文シュガー: 最終的に、CRTP パターンは構文シュガーと、型の制限を真に回避するものではない

結論

CRTP パターンは、型変数を使用して現在の型を参照するための回避策を提供しますが、その影響を慎重に考慮して使用することが重要です。それは控えめに。これは慎重な実装が必要な複雑なパターンであり、その利点が複雑さの追加を上回る場合にのみ使用する必要があります。

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