从泛型的使用情况看出你对语言的理解程度（3）

上一篇推文中我们学会了什么是泛型单例工厂，并且了解了它的实现原理：从泛型的使用情况看出你对语言的理解程度（2）。今天我们继续最后一篇关于泛型的学习。

Part1

类型参数和通配符之间存在对偶性，可以使用其中一种方法声明许多方法。例如，下面是静态方法的两种可能声明，用于交换列表中的两个索引项。第一个使用无界类型参数，第二个使用无界通配符：

public static <E> void swap(List<E> list, int i, int j);public static void swap(List<?> list, int i, int j);

额，可能有些人还不知道对偶性是什么意思，在这说一下：对偶性即导致相同的结果，而表面上不同的理论之间的对应。也就是说上面的两行代码，实现的方式不同但是效果是一样的。

那么这两个方式在作为公共API实现的时候哪个更好呢？答案是用无界通配符的第二种方式。

传入一个列表（任意列表），该方法交换索引元素。不需要担心类型参数。通常，如果类型参数在方法声明中只出现一次，则用通配符替换它。如果它是一个无界类型参数，用一个无界通配符替换它； 如果它是有界类型参数，则用有界通配符替换它。

例如，我们swap方法的时候，第一种方式必须使用类型参数限制list，否则会报一个Unchecked assignment的警告：

public static void main(String[] args) {    List<Integer> list = new ArrayList<>(); //必须添加类型参数限制    swap(list, 1, 2);}

而第二种则不需要此种限制，且不会有编译警告：

public static void main(String[] args) { List list = new ArrayList();    swap(list, 1, 2);}

很明显，第二种更适合作为公用API来使用。

Part2

集合是泛型的常见应用之一，如 Set<E> 和 Map<K,V>，以及单元素容器，如 ThreadLocal<T> 和 AtomicReference<T>。在所有这些应用中，都是参数化的容器。这将每个容器的类型参数限制为固定数量。通常这正是你想要的。Set 只有一个类型参数，表示其元素类型；Map 有两个，表示键和值的类型；如此等等。

然而，有时你需要更大的灵活性。例如，一个数据库行可以有任意多列，能够以类型安全的方式访问所有这些列是很好的。幸运的是，有一种简单的方法可以达到这种效果。其思想是参数化键而不是容器。然后向容器提供参数化键以插入或检索值。泛型类型系统用于确保值的类型与键一致。

作为这种方法的一个简单示例，考虑一个 Favorites 类，它允许客户端存储和检索任意多种类型的 Favorites 实例。Class 类的对象将扮演参数化键的角色。这样做的原因是 Class 类是泛型的。Class 对象的类型不仅仅是 Class，而是 Class<T>。例如，String.class 的类型为 Class<String>、Integer.class 的类型为 Class<Integer>。在传递编译时和运行时类型信息的方法之间传递类 Class 对象时，它被称为类型标记。

avorites 类的 API 很简单。它看起来就像一个简单的 Map，只不过键是参数化的，而不是整个 Map。客户端在设置和获取 Favorites 实例时显示一个 Class 对象。以下是 API:

public class Favorites {  private Map<Class<?>, Object> favorites = new HashMap<>();    public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance) {    favorites.put(Objects.requireNonNull(type), instance);  }    public <T> T getFavorite(Class<T> type) {    return type.cast(favorites.get(type));  }}

 

下面是一个示例程序，它演示了 Favorites 类、存储、检索和打印 Favorites 字符串、整数和 Class 实例：​​​​​​​

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());}

Favorites 的实例是类型安全的：当你向它请求一个 String 类型时，它永远不会返回一个 Integer 类型。它也是异构的：与普通 Map 不同，所有键都是不同类型的。因此，我们将 Favorites 称为一个类型安全异构容器。

这里发生了一些微妙的事情。每个 Favorites 实例都由一个名为 favorites 的私有 Map<Class<?>, Object> 支持。你可能认为由于通配符类型是无界的，所以无法将任何内容放入此映射中，但事实恰恰相反。需要注意的是，通配符类型是嵌套的：通配符类型不是 Map 的类型，而是键的类型。这意味着每个键都可以有不同的参数化类型：一个可以是 Class<String>，下一个是 Class<Integer>，等等。这就是异构的原理。

总之，以集合的 API 为例的泛型在正常使用时将每个容器的类型参数限制为固定数量。你可以通过将类型参数放置在键上而不是容器上来绕过这个限制。你可以使用 Class 对象作为此类类型安全异构容器的键。以这种方式使用的 Class 对象称为类型标记。还可以使用自定义键类型。例如，可以使用 DatabaseRow 类型表示数据库行（容器），并使用泛型类型 Column<T> 作为它的键。

关注公众号获取更多内容，有问题也可在公众号提问哦：

 

强哥叨逼叨

叨逼叨编程、互联网的见解和新鲜事