泛型的应用——一个元组类库

一个元组类库

仅一次方法调用就能返回多个对象，作为我们需要的一个功能呢，这在动态语言上非常常见。可是Java这种静态类型的语言，return语句只允许返回单个对象。而解决方法往往是通过创建一个类，用它来持有其所有返回的多个对象。
当然，在每次需要的时候，可以专门通过创建一个类来工作，但是有了泛型以后，我们就能够一次性的解决这个问题，并且不用在这个问题上浪费时间。同时，我们在编译器就能确保类型安全。

元组的概念

元组及将一组对象直接打包，并且储存于其中的一个单一对象。这个容器元素允许读取其中元素，但是不允许向其中存放新的对象。(这个概念也被称为数据传递对象或者信使)。
通常，元组可以具有任意的长度，同时，元组中的对象可以是任意不同的类型。不过我们希望可以为每一个对象指明其类型，并且从容器中读取出来的时候，能够得到正确的类型。

泛型中要处理不同长度的问题，我们需要创建多个元组来实现。下面是一个2维元组，它能够持有两个对象。

public class TwoTuple {
    public final A first;
    public final B second;

    public TwoTuple(A first, B second) {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "(" + getTupleString() + ")";
    }

    protected String getTupleString() {
        return first + ", " + second;
    }
}

TwoTuple中通过构造器捕获了要存储的对象，而toString是一个便利的函数，用来显示列表中的值，并隐含地保持了其中元素的次序。

为了安全性考虑，上面的first和second字段都声明了final对象，这意味者着两个变量赋值后无法被改变，在不用实现get和set方法的情况同时保证了安全。

我们可以利用继承机制实现更长的数组, 增加类型参数是件很简单的事情。

public class ThreeTuple extends TwoTuple{
    public final C third;

    public ThreeTuple(A first, B second, C third) {
        super(first, second);
        this.third = third;
    }

    @Override
    protected String getTupleString() {
        return super.getTupleString() + ", " + third;
    }
}

public class FourTuple extends ThreeTuple{
    public D fourth;

    public FourTuple(A first, B second, C third, D fourth) {
        super(first, second, third);
        this.fourth = fourth;
    }

    @Override
    protected String getTupleString() {
        return super.getTupleString() + ", " + fourth;
    }
}

public class FiveTuple extends FourTuple{
    public E fifth;

    public FiveTuple(A first, B second, C third, D fourth, E fifth) {
        super(first, second, third, fourth);
        this.fifth = fifth;
    }

    @Override
    protected String getTupleString() {
        return super.getTupleString() + ", " + fifth;
    }
}

而为了使用元组，你只需定义一个合适长度的数组，并将其作为方法的返回值，然后在return语句中创建该元组并返回。

public class TupleTest {
    static TwoTuple f(){
        return new TwoTuple<>("hi",47);
    }
    static ThreeTuple g(){
        return new ThreeTuple<>(new Amphibian(),"h1",47);
    }
    static FourTuple h(){
        return new FourTuple<>(new Vehicle(),new Amphibian(),"h1",47);
    }
    static FiveTuple k(){
        return new FiveTuple<>(new Vehicle(),new Amphibian(),"h1",47,11.1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TwoTuple ttsi = f();
        System.out.println("ttsi = " + ttsi);
        System.out.println("g() = " + g());
        System.out.println("h() = " + h());
        System.out.println("k() = " + k());
    }
}

class Amphibian{}
class Vehicle{}

//Outputs
ttsi = (hi, 47)
g() = (com.daidaijie.generices.tuple.Amphibian@1540e19d, h1, 47)
h() = (com.daidaijie.generices.tuple.Vehicle@677327b6, com.daidaijie.generices.tuple.Amphibian@14ae5a5, h1, 47)
k() = (com.daidaijie.generices.tuple.Vehicle@7f31245a, com.daidaijie.generices.tuple.Amphibian@6d6f6e28, h1, 47, 11.1)

由于有了泛型，所以可以很容易的创建元组并令其返回一组任意类型的对象。
虽然如此，但是编写任意多类型的元组仍需要创建许多泛型类，这里需要根据情况来分析。