集合API展示了泛型的一般用法。但是它们(Set,HashMap,Map)限制了每个容器只能有固定数目的类型参数。
比如Set集合,HashMap集合:
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class NormalUse {
public static void main(String[] args) {
Set<String> oneSet = new HashSet<String>();
oneSet.add("One");
oneSet.add("Two");
Map<String, Integer> oneMap = new HashMap<String, Integer>();
oneMap.put("One", 1);
oneMap.put("Two", 2);
//Set集合,只有一个类型参数;HashMap集合有两个类型参数
}
}
异构容器:
如果一个容器里面它存放的类型参数数目是不固定的,那么它就是一个异构的容器。这是有使用场景的,比如,使用一个容器来存放数据库中有任意列的一个行。因为一行,列的数目是不固定的,每个列的类型也是不确定的,那么就可以使用一个异构的容器来表示这个行。
一个列元素,用一个键值对来表示,并且键和值之间有有类型关系,键的类型跟值的类型是相同的。因为,有不同类型的列。在实现这个目标时,让键参数化(也就是键可以表示不同的类型,而不是容器参数化,Set<T>是容器参数化)。
下述代码的实现分析:
Map<Column<?>,Object> row = new HashMap<>();
这个是实际存放不同的键值对。
不同的键对应不同的值。
因为只是对键进行类型参数化,不是对值进行类型参数。但是值要保证可以表示所有类型,那么值就采用所有对象的根类(Object)。
Map包含了某个行的所有列。
public <T> void putColumn(Column<T> type, T instance) {
row.put(type, instance);
}
这个泛型方法,表示了键和值的对应关系。键的类型跟值的类型是相同的,都是T。
public <T> T getColumn(Column<T> type) {
return type.cast( row.get(type));
}
这个方法,是为了得到键对应的值类型,存放的值类型转换为添加时的类型。转换失败会抛出ClassCastException异常。
如此,就可以使用一个容器来存放不同的元素类型,在这里表示为数据库中的某个行。而Set,HashMap,这样的容器只能存放一种元素类型。
public class Column<T> {
private final T valClass ;
@SuppressWarnings( "unchecked" )
public Column(Class<T> valClass) {
this. valClass = (T) valClass;
}
@SuppressWarnings( "unchecked" )
public T cast(Object obj) {
return obj == null ? null : ((Class<T>) valClass).cast(obj);
}
}
public class DatabaseRow {
private Map<Column<?>, Object> row = new HashMap<>();
public <T> void putColumn(Column<T> type, T instance) {
if (type == null )
throw new NullPointerException("Type is null" );
row.put(type, instance);
}
public <T> T getColumn(Column<T> type) {
return type.cast( row.get(type));
}
public static void main(String[] args) {
DatabaseRow db = new DatabaseRow();
Column<Integer> colInt = new Column<Integer>(Integer. class);
Column<Double> colDouble = new Column<Double>(Double. class);
Column<Float> colFloat = new Column<Float>(Float. class);
db.putColumn(colInt, 1);
db.putColumn(colDouble, 10.0);
db.putColumn(colFloat, 12.3f);
System. out.println(colInt.getClass() + " " + colDouble.getClass());
System. out.println(db.getColumn(colInt) + " " + db.getColumn(colDouble));
}
}
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另外一个例子:
实现一个容器,它存放的是任意类的实例。
public class Favorites {
// Typesafe heterogeneous container pattern - implementation
private Map<Class<?>, Object> favorites = new HashMap<Class<?>, Object>();
public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance) {
if (type == null )
throw new NullPointerException("Type is null" );
favorites.put(type, instance);
}
public <T> T getFavorite(Class<T> type) {
return type.cast( favorites .get(type));
}
// Typesafe heterogeneous container pattern - client
public static void main(String[] args) {
Favorites f = new Favorites();
f.putFavorite(String. class , "Java" );
f.putFavorite(Integer. class , 0xcafebabe);
f.putFavorite(Class. class , Favorites. class);
String favoriteString = f.getFavorite(String. class );
int favoriteInteger = f.getFavorite(Integer. class );
Class<?> favoriteClass = f.getFavorite(Class. class );
System. out.printf( "%s %x %s%n" , favoriteString, favoriteInteger, favoriteClass.getName());
}
}
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总结:
要实现一个异构的容器,实现方式通常是使用一个键值对,这是因为底层的实现采用Map,然后,对键进行类型参数化,并且指定键和值之间的类型关系。这样就可以实现一个异构的容器,一个容器里面有不同的元素类型,而不是只有一个唯一的类型。另外,还可以对键进行"? extends T"的类型限制。
通过让对键进行类型参数化,这样,新形成的容器,在外部看来就是可以存放不同的类型。虽然,在实现方面,它使用的Map,依然是秉持只能存放一种类型,这种类型就是<Class<?>,Object>,在上述的实现中。