How do I make the method return type generic?

Рассмотрим этот пример (типичный для книг по ООП):

У меня есть Animal класс, где у каждого Animal может быть много друзей.
И подклассы, такие как Dog, Duck, Mouse и т.д., Которые добавляют специфическое поведение, такое как bark(), quack() и т.д.

Вот Animal класс:

public class Animal {
    private Map<String,Animal> friends = new HashMap<>();

    public void addFriend(String name, Animal animal){
        friends.put(name,animal);
    }

    public Animal callFriend(String name){
        return friends.get(name);
    }
}

И вот несколько фрагментов кода с большим количеством приведения типов:

Mouse jerry = new Mouse();
jerry.addFriend("spike", new Dog());
jerry.addFriend("quacker", new Duck());

((Dog) jerry.callFriend("spike")).bark();
((Duck) jerry.callFriend("quacker")).quack();

Есть ли какой-либо способ, которым я могу использовать generics для возвращаемого типа, чтобы избавиться от приведения типов, чтобы я мог сказать

jerry.callFriend("spike").bark();
jerry.callFriend("quacker").quack();

Вот некоторый начальный код с типом возвращаемого значения, передаваемым методу в качестве параметра, который никогда не использовался.

public<T extends Animal> T callFriend(String name, T unusedTypeObj){
    return (T)friends.get(name);        
}

Есть ли способ определить тип возвращаемого значения во время выполнения без использования дополнительного параметра instanceof? Или, по крайней мере, передав класс этого типа вместо фиктивного экземпляра.

Я понимаю, что generics предназначены для проверки типов во время компиляции, но есть ли обходной путь для этого?

Вы могли бы определить callFriend таким образом:

public <T extends Animal> T callFriend(String name, Class<T> type) {
    return type.cast(friends.get(name));
}

Затем вызовите его как таковой:

jerry.callFriend("spike", Dog.class).bark();
jerry.callFriend("quacker", Duck.class).quack();

Преимущество этого кода в том, что он не генерирует никаких предупреждений компилятора. Конечно, на самом деле это всего лишь обновленная версия кастинга времен, предшествовавших появлению generic, и она не добавляет никакой дополнительной безопасности.

Вы могли бы реализовать это следующим образом:

@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends Animal> T callFriend(String name) {
    return (T)friends.get(name);
}

(Да, это юридический код; см. Java Generics: универсальный тип, определенный только как возвращаемый тип.)

Тип возвращаемого значения будет определяться вызывающим объектом. Однако обратите внимание на @SuppressWarnings аннотацию: в ней говорится, что этот код небезопасен для типов. Вы должны проверить это самостоятельно, или вы могли бы получить ClassCastExceptions во время выполнения.

К сожалению, при том способе, которым вы его используете (без присвоения возвращаемого значения временной переменной), единственный способ порадовать компилятор - это вызвать его следующим образом:

jerry.<Dog>callFriend("spike").bark();

Хотя это может быть немного приятнее, чем приведение, вам, вероятно, лучше предоставить Animal классу абстрактный talk() метод, как сказал Дэвид Шмитт.

Нет. Компилятор не может знать, какой тип jerry.callFriend("spike") вернет. Кроме того, ваша реализация просто скрывает приведение в методе без какой-либо дополнительной безопасности типов. Учтите это:

jerry.addFriend("quaker", new Duck());
jerry.callFriend("quaker", /* unused */ new Dog()); // dies with illegal cast

В этом конкретном случае создание абстрактного talk() метода и его соответствующее переопределение в подклассах сослужило бы вам гораздо лучшую службу:

Mouse jerry = new Mouse();
jerry.addFriend("spike", new Dog());
jerry.addFriend("quacker", new Duck());

jerry.callFriend("spike").talk();
jerry.callFriend("quacker").talk();

Вот более простая версия:

public <T> T callFriend(String name) {
    return (T) friends.get(name); //Casting to T not needed in this case but its a good practice to do
}

Полностью рабочий код:

    public class Test {
        public static class Animal {
            private Map<String,Animal> friends = new HashMap<>();

            public void addFriend(String name, Animal animal){
                friends.put(name,animal);
            }

            public <T> T callFriend(String name){
                return (T) friends.get(name);
            }
        }

        public static class Dog extends Animal {

            public void bark() {
                System.out.println("i am dog");
            }
        }

        public static class Duck extends Animal {

            public void quack() {
                System.out.println("i am duck");
            }
        }

        public static void main(String [] args) {
            Animal animals = new Animal();
            animals.addFriend("dog", new Dog());
            animals.addFriend("duck", new Duck());

            Dog dog = animals.callFriend("dog");
            dog.bark();

            Duck duck = animals.callFriend("duck");
            duck.quack();

        }
    }