Статические методы для операций над внутренним классом

Question

Я работаю через Алгоритмы Четвертое издание (Sedgewick) и запутано некоторыми упражнениями связанного списка, которые, похоже, требуют реализовать статические методы для нестатических узлов. Например,

1.3.27 Написать метод, который принимает max() ссылку на первый узел в связанного списка в качестве аргумента и возвращает значение максимального ключа в списке. Предположим, что все ключи являются положительными целыми числами и возвращают 0, если список пуст.

или

1.3.31 Реализация вложенного класса DoubleNode для построения двусвязных списков, , где каждый узел содержит ссылку на элемент, предшествующий его и пункт после него в список (null если такого товара нет). Затем реализовать статические методы для следующих задач: вставить в начало , вставить в конец, удалить с начала, удалить из конец, вставить перед данным узлом, вставить после заданного узла и удалить данный узел ,

Как я понимаю (и подтверждено SO ответы here и here) это не представляется возможным. Как и ожидалось, Eclipse дает ошибки, если я пытаюсь написать статический метод суперкласса:

public class DoublyLinkedList<Item> { 

    public static void insertStart(DoubleNode first) { 
     // implementation 
    } 

    private class DoubleNode { 
     Item item; 
     DoubleNode next; 
     DoubleNode previous; 

    } 
} 

(дает ошибку Cannot make a static reference to the non-static type DoubleNode); или во внутреннем классе:

public class DoublyLinkedList<Item> { 

    private class DoubleNode { 
     Item item; 
     DoubleNode next; 
     DoubleNode previous; 

     public static void insertStart(DoubleNode first) { 
      // implementation 
     } 
    } 
} 

(выдает ошибку The method insertStart cannot be declared static; static methods can only be declared in a static or top level type).

Я мог бы написать необходимые методы как методы экземпляра для класса DoublyLinkedList, и это казалось бы самым естественным для меня.

Однако, я чувствую, что, возможно, я пропустил что-то важное здесь. Автор явно заявляет, что методы должны быть статическими, а также предлагает взять ссылку на первый узел в качестве аргумента (что было бы лишним для метода экземпляра, поскольку класс будет иметь переменную экземпляра для первого узла). Что мне не хватает?

Answer 1

Вы можете сделать вложенные классы как static. Вы потеряете ограничение наличия экземпляра класса вшита родительским, но это позволит вам работать на DoubleNode с из статического метода:

// This will compile 
public class DoublyLinkedList<Item> { 

    public static <T> void insertStart(DoublyLinkedList<T> list, DoubleNode<T> first) { 
     // implementation 
    } 

    private static class DoubleNode<E> { 
     E item; 
     DoubleNode<E> next; 
     DoubleNode<E> previous; 

    } 
} 

Две вещей, чтобы заметить здесь: Как вы можете видеть, когда делаете внутренние class static, вам необходимо указать его собственный параметр типа (в данном случае E). В вашем коде вам не нужно было этого делать, потому что у любого экземпляра DoubleNode было гарантировано наличие экземпляра DoublyLinkedList, который уже определяет, что будет Item.

Во-вторых, вам необходимо ввести параметр типа для вашего статического метода («<T>»), чтобы вы могли применять один и тот же общий тип для обоих аргументов. Вы также могли бы сделать это и уйти с ним:

public static void insertStart(DoublyLinkedList<?> list, DoubleNode<?> first) { 
    ... 
} 

В случае, если вам интересно, это также, как это делается в LinkedList реализации JDK в:

// Source : Oracle JDK 1.7.0_67 lib - inside LinkedList class 
private static class Node<E> { 
    E item; 
    Node<E> next; 
    Node<E> prev; 

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { 
     this.item = element; 
     this.next = next; 
     this.prev = prev; 
    } 
} 

Как Замечание, Я согласен с тем, что более естественно писать эти методы в качестве членов экземпляра; вот как это делается в библиотеках ООП. У меня нет копии книги Седжуика, но похоже, что он одновременно пытается научить вас одновременно вложенным манипуляциям классов и спискам;)