Java泛型 - 如何破解"Enum<E extends Enum<E>>"？

以下内容翻译自链接内容其中一段章节：

• How do I decrypt "Enum<E extends Enum<E>>"?

Enum<E>仅允许它的子类Color extends Enum<Color>去具现化它，并且Color继承了Enum<Color>中一些有用的方法，而这些方法是接收或返回Color类型的参数的。

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public abstract class Enum<E extends Enum<E>> {
    ...
}

Enum类是Java内所有枚举类型的通用基础类。例如enum Color {}会被编译成class Color extends Enum<Color>。Enum<E>泛型基类存在的目的是为所有枚举类型提供基础的方法及功能。

以下是Euum类的骨架：

public abstract class Enum< E extends Enum<E>> implements Comparable<E>, Serializable { 
  private final String name; 
  public  final String name() { ... }
  private final int ordinal; 
  public  final int ordinal() { ... }

  protected Enum(String name, int ordinal) { ... }

  public String           toString() { ... } 
  public final boolean    equals(Object other) { ... } 
  public final int        hashCode() { ... } 
  protected final Object  clone() throws CloneNotSupportedException { ... } 
  public final int        compareTo( E o) { ... }

  public final Class<E> getDeclaringClass() { ... } 
  public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType, String name) { ... } 
}

以下是实际使用中的enum Color：

enum Color {RED, BLUE, GREEN}

Java编译器会将它编译成:

public final class Color extends Enum<Color> { 
  public static final Color[] values() { return (Color[])$VALUES.clone(); } 
  public static Color valueOf(String name) { ... }
  private Color(String s, int i) { super(s, i); }

  public static final Color RED; 
  public static final Color BLUE; 
  public static final Color GREEN;

  private static final Color $VALUES[];

  static { 
    RED = new Color("RED", 0); 
    BLUE = new Color("BLUE", 1); 
    GREEN = new Color("GREEN", 2); 
    $VALUES = (new Color[] { RED, BLUE, GREEN }); 
  } 
}

Color继承了所有Enum<Color>所实现了的方法。compareTo方法就是其中之一。
可以看到，Color.compareTo接收的参数应该也必须是Color类型实例。为了让这能够实现，Enum设置了泛型<E>并在Enum.compareTo实现中以E类型的实例作为方法参数。

作为继承的结果，Color类型从Enum<Color>中派生出来的compareTo方法实际上接收的参数就是Color类型的实例，这完美地达成了设计目标。

如果我们继续深入解剖类声明Enum<E extends Enum<E>>，我们可以看到它有以下几方面的意义：

第一，Enum的泛型E的上界为Enum自身。这确保了只有Enum的子类才被允许成为泛型参数。（理论上，Enum可以被它自己具现化，例如Enum<Enum>，但这没有意义，并且很难想象这会有对应的应用场景。）

第二，泛型E的上界被进一步限定为extends Enum<E>，这确保了Enum<子类A>和Enum<子类A>的子类A的继承关系一定满足子类A extends Enum<子类A>。类似子类A extends Enum<子类B>这样的声明会被编译器拒绝，因为这个声明并不匹配泛型参数的上界。

第三，基于Enum被设计为泛型，这意味着Enum中的某些方法的方法参数及返回类型是未知类型（又或者说是依赖于某未知类型）。而根据E extends Enum<E>，我们可以知道E肯定会是Enum的子类。所以，在具象化类型Enum<某具体类>中，这些泛型方法的参数及返回类型就会被编译器转换为某具体类型。（compareTo就是一个例子）。总结来说，E extends Enum<E>保证了每个Enum<E>的子类中都能够接收并返回该子类类型E。