java - 从 T 到 T 的 map

Question

假设您想使用 Map并且您有以下要求:您希望每个键映射到相同类型的值。

Map<???> map = ...;
map.put(42, 15);
map.put("hello world", 15); // compile time error, because you cannot map from string to int.
map.put("hello world", "foobar");
map.put(new Foo(), new Foo());
Integer i = map.get(42);
String s = map.get("hello world");
Foo f = map.get(new Foo());

当然，上面的代码不会编译，但诀窍是你从 T 映射。至T哪里T未在实例化时定义。映射仅返回与参数相同的类型。当然它可以变得更有趣，比如从T映射至List<T> 。这没有丑陋的选角吗？

Scala 的类型系统通常被认为比较先进，Scala 有解决方案吗？

如果上述两个问题的答案都是“否”，那么是否有任何语言支持这种类型？

注意: 上面代码中的 Map 只是采用两个泛型参数的类型的示例。我对 Map 并不特别感兴趣，但对类型系统更感兴趣。

Answer 1

这并不完全是您所描述的，但 Java 中的一个众所周知的模式是类型安全异构容器 ( Effective Java Item 29 )，它映射 Class<T>到 T 的实例。 Guava提供 ClassToInstanceMap 实现此模式的接口(interface)。

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在 Java 中，您可以临时调整您所描述的类型，但它不会很漂亮。

public class TTMap extends ForwardingMap<Object, Object> {
  private final HashMap<Object, Object> delegate = new HashMap<>();
  @Override
  protected Map<Object, Object> delegate() {
    return delegate();
  }

  @SuppressWarnings("unchecked")
  public <T> T getType(T key) {
    return (T)delegate().get(key);
  }

  @SuppressWarnings("unchecked")
  public <T> T putType(T key, T value) {
    return (T)delegate().put(key, value);
  }

  @Override @Deprecated
  public Object put(Object key, Object value) {
    Preconditions.checkState(key == value || value.getClass().equals(key.getClass()));
    return delegate.put(key, value);
  }

  @Override @Deprecated
  public void putAll(Map<? extends Object, ? extends Object> map) {
    standardPutAll(map);
  }
}

这使用 ForwardingMap 给你一个Map<Object, Object>但由于运行时约束，键和值将始终具有相同的类型。您需要使用getType()和putType()避免运行时错误的风险； put()和putAll()只能在运行时异常的情况下强制执行此约束。您还可以添加 putAll(TTMap)方法，如果你愿意的话。

key == value签到put()允许null只要 key 都满足和value为空。如果只有其中之一，您将得到 NullPointerException在类平等检查中。

另请注意@Radiodef 的评论 - 每个类型都会扩展 Object ，因此使用泛型无法阻止两种类型被强制转换为 Object并插入。您需要额外的运行时检查来解决这个问题。

如果实现Map不是必需的，您可以相当轻松地在新类上遵循类似的模式(私有(private) Map<Object, Object> 和类型化的 getter 和 setter)。