Java“reduce left”签名/下限类型参数

Question

以下签名是有效的，在Scala中是常用的：

trait Collection[A] {
    def reduceLeft [B >: A] (f: (B, A) => B): B
}

但是，由于:是Java中super的Scala等价物，所以转换此签名的第一个想法（用bifunction替换函数类型，并使用Use-Site方差注释，也就是有界通配符）是

interface Collection<A> {
    <B super A> B reduceLeft(BiFunction<? super B, ? super A, ? extends B> mapper)
}

但是哦不！编译器抱怨中的super标记，因为您不能有下限类型变量！现在，我如何在Java代码中编写这个方法，而不必穿越时间回到泛型在Java世界中还不存在的时候呢？

是的，我知道您认为我可以使用B extendsA，但这不是一回事，如我的实现所示：

public <R extends E> R reduceLeft(BiFunction<? super R, ? super E, ? extends R> mapper)
{
    if (this.isEmpty())
    {
        return null;
    }

    Iterator<E> iterator = this.iterator();
    R first = iterator.next(); // doesn't work, but would if R was a super-type of E (R super E)
    while (iterator.hasNext())
    {
        mapper.apply(first, iterator.next());
    }

    return first;
}

取而代之的是，我不得不使用这个稍微更受限制的版本：

public E reduceLeft(BiFunction<? super E, ? super E, ? extends E> mapper)
{
    if (this.isEmpty())
    {
        return null;
    }

    Iterator<E> iterator = this.iterator();
    E first = iterator.next();
    while (iterator.hasNext())
    {
        first = mapper.apply(first, iterator.next());
    }

    return first;
}

Answer 1

Scala方法定义中的b>:a约束是必需的，因为：

1. Scala使用声明站点方差，不可变集合在它们包含的元素类型上是协变的。
在概念上，
2. reduceLeft需要返回a类型的值，但使用a作为返回类型意味着在协变位置使用它，这与已经声明的方差（即a必须是协变的）冲突。

解决这个差异冲突的诀窍是引入b泛型类型。

现在，正如您所提到的，Java使用了use-site差异，所以用Java编写的任何集合都是不变的。这也意味着使用a作为方法的返回类型没有问题，即处于逆变位置。因此，下面的定义就足够了--不需要b类型：

interface Collection<A> {
  A reduceLeft(BiFunction<? super A, ? super A, ? extends A> reducer);
}

但是，正如您所看到的，将a作为一个下界然后作为一个上界的净效果是，a基本上是不变的--如果不使用向下转换，就不可能从通配符界限中获益。这意味着我们可以简化签名（这与stream.reduce)非常相似）：

interface Collection<A> {
  A reduceLeft(BiFunction<A, A, A> reducer);
}

此外，bifunction 类型在Java8中已经存在，名称为binaryoperator。