为什么在Java中枚举被声明为Enum<E extends Enum<E>>？

Question

可能是重复问题：
Java枚举定义

更好的表述问题，不被视为重复问题：
如果Java中的Enum声明没有递归部分会有什么不同

如果语言设计者使用简单的“Enum<E extends Enum>”，那会对语言产生什么影响？

现在唯一的区别是某人可以编写

A extends Enum<B>

但由于在Java中扩展枚举是不允许的，因此这仍然是非法的。我还考虑过某人向jvm提供字节码，将其定义为扩展枚举 - 但是泛型不能影响它们，因为它们都被擦除了。

那么这种声明的整个意义是什么呢？

谢谢！

编辑 为了简单起见，让我们看一个例子：

interface MyComparable<T> {
    int myCompare(T o);
}
class MyEnum<E extends MyEnum> implements MyComparable<E> {
    public int myCompare(E o) { return -1; }
}
class FirstEnum extends MyEnum<FirstEnum> {}
class SecondEnum extends MyEnum<SecondEnum> {}

这个类结构有什么问题？可以通过什么方法使“MyEnum<E extends MyEnum<E>>”受到限制？

- atamur

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问题是完全重复的，是的 - 但是以前的问题没有令人满意的答案，恐怕。 - atamur

然后添加一条评论，询问您不理解的内容，或者（如果这是一个非常具体的问题）引用其他问题提出具体问题。 - Joachim Sauer

不需要再查找Enum的compareTo方法以获取答案。（在我能够给出完整解释之前，问题已关闭。） - tylermac

Answer 1

这是一个常见的问题，可以理解。请查看泛型 FAQ中的这一部分以获取答案（实际上，尽可能多地阅读整个文档，它非常好且信息丰富）。

简短的答案是，它强制类在自身上进行参数化；这对于超类使用泛型参数定义方法，并且与其子类透明地（“本地”）工作是必需的。

编辑：例如，考虑Object上的clone()方法。目前，它被定义为返回类型为Object的值。由于协变返回类型，特定的子类可以（并经常）定义它们返回更具体的类，但这不能强制执行，因此无法推断出任意类的返回类型。

现在，如果Object像Enum一样被定义，即Object>，那么您必须将所有类定义为类似于public class MyFoo的东西。因此，clone()可以声明返回类型T，您可以在编译时确保返回的值始终与对象本身完全相同的类（甚至子类也不会匹配参数）。

在这种情况下，Object没有像这样进行参数化，因为当99%的类根本不使用它时，在所有类上都有这个负担非常让人烦恼。但是对于某些类层次结构，它非常有用-我以前使用过类似的技术，使用具有多个实现的抽象递归表达式解析器类型。这个构造使得可以编写“明显”的代码，而不必到处进行转换或复制和粘贴以更改具体的类定义。

编辑2（实际回答您的问题！）：

如果Enum被定义为Enum，那么正如您所说，有人可以将类定义为A扩展Enum。这违背了泛型构造的目的，即确保泛型参数始终是所涉及类的确切类型。具体举例来说，Enum将其compareTo方法声明为

public final int compareTo(E o)

在这种情况下，由于你定义了A来扩展Enum<B>，因此A的实例只能与B的实例（无论B是什么）进行比较，这几乎肯定没有什么用处。有了附加结构，您就知道扩展Enum的任何类只能相互比较。因此，您可以在超类中提供方法实现，在所有子类中保持有用性和特定性。

（如果没有这个递归泛型技巧，唯一的其他选择将是将compareTo定义为public final int compareTo(Enum o)。这并不是完全相同的事情，因为然后一个可以将java.math.RoundingMode与java.lang.Thread.State进行比较而不会出现编译器抱怨，这也没有什么用处。）

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好的，让我们远离Enum本身，因为我们似乎已经卡在上面了。相反，这里是一个抽象类：

public abstract class Manipulator<T extends Manipulator<T>>
{
    /**
     * This method actually does the work, whatever that is
     */
    public abstract void manipulate(DomainObject o);

    /**
     * This creates a child that can be used for divide and conquer-y stuff
     */
    public T createChild()
    {
        // Some really useful implementation here based on
        // state contained in this class
    }
}

我们将会有几个具体的实现 - SaveToDatabaseManipulator，SpellCheckingManipulator等等。此外，我们还希望让人们定义自己的实现，因为这是一个非常有用的类。;-)

现在 - 你会注意到我们正在使用递归泛型定义，然后从createChild方法返回T。这意味着：

1）我们知道并且编译器知道如果我调用：

SpellCheckingManipulator obj = ...; // We have a reference somehow
return obj.createChild();

如果方法返回一个SpellCheckingManipulator，即使它是使用超类的定义，返回值仍然是明确的SpellCheckingManipulator。这里的递归泛型使编译器能够知道对我们来说很明显的东西，因此您不必像例如clone()一样经常强制转换返回值。

2) 请注意，我没有将该方法声明为final，因为也许某些特定的子类想要用更适合自己的版本覆盖它。泛型定义意味着无论谁创建一个新类或如何定义它，我们仍然可以断言例如BrandNewSloppilyCodedManipulator.createChild()的返回值仍然是BrandNewSloppilyCodedManipulator的实例。如果粗心的开发人员尝试将其定义为只返回Manipulator，编译器不会让他们这样做。如果他们尝试将类定义为BrandNewSloppilyCodedManipulator<SpellCheckingManipulator>，编译器也不会让他们这样做。

基本上，结论是当您想在超类中提供一些功能，并且这些功能在子类中变得更具体时，这个技巧非常有用。通过这种方式声明超类，您可以将任何子类的泛型参数锁定为子类本身。这就是为什么您可以在超类中编写一个通用的compareTo或createChild方法，防止它在处理特定子类时变得过于模糊。

- Andrzej Doyle

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首先 - 枚举并不是魔法。你不能直接扩展它，但一旦创建，它仍然是一个普通的类，泛型定义仍然必须匹配（我假设在将所有内容传递给javac之前会发生代码生成步骤。也许它可以是魔法。 :-)). 此外，正如我提到的，Enum并不是唯一能够做到这一点的类。我以前在自己的类上使用过这个方法，效果很好。 - Andrzej Doyle

那么子类可以打破方法的语义，但是根据JLS，它们不能扩展枚举！那么这样做的唯一原因是语言设计者不信任javac / jls吗？这听起来不合理。 - atamur

你现在有一个类A，它不能与自身进行比较！- 你能举个例子吗？ - atamur

谢谢你的示例！如果你用javac检查它，你会发现有时你认为的并不是真的。也就是说，它不会阻止你定义BrandNewSloppilyCodedManipulator<SpellCheckingManipulator>。然后createChild可以正常工作，没有递归的部分-试试吧！-它仍然不允许你返回Manipulator而不是子类。所以我还是不明白它对枚举有什么用处。我创建了一个新问题，措辞更加严格，这样它就不会被关闭为重复问题-很高兴在那里见到你。 - atamur

@AndrzejDoyle 如果我可以的话，我会给你1000个赞，因为这是一个非常棒的解释。 - benz