Java 换一种方式定义你的构造器

Henry扶苏 发布于 1 月 20 日

前言

上一篇记录了用静态工厂 VS 构造器，本片继续记录书中的提到的其它的方式。

阐述

在第二节开篇，作者提出自己的见解。

静态工厂和构造器有个共同的局限性，它们都不能很好的拓展到大量的可选参数。

本想使用自己在练习中的例子，但书中给的实例实在是优秀，所以下文大部分引用书中的案例。比如，用一个类表示包装食品的营养成分标签，其中有几个域是必须的：每份的含量、每罐的含量以及每份的卡路里。还有几个可选域：总脂肪量、饱和脂肪量、转化脂肪、胆固醇、钠等等。大多数产品在几个可选域中都会有非零的值。

重叠构造器

对于选用哪种方式来创建，按照我们常规的方式一般就会采用 重叠构造器 模式，这种模式中，提供的第一个构造器只需包含必要的参数，第二个构造器有一个可选参数，第二个构造器有两个可选参数，以此类推，最后一个构造器包含所有的可选参数。以下是一个只显示四个可选域的实例：

public class NutritionFacts {
private final int servingSize; // (mL) required
private final int servings; // (per container) required
private final int calories; // optional
private final int fat; // (g) optional
private final int sodium; // (mg) optional
private final int carbohydrate; // (g) optional
​
public NutritionFacts(int servingSize, int servings) {
this(servingSize, servings, 0);
}
​
public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories) {
this(servingSize, servings, calories, 0);
}
​
public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat) {
this(servingSize, servings, calories, fat, 0);
}
​
public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat,
int sodium) {
this(servingSize, servings, calories, fat, sodium, 0);
}
​
public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat,
int sodium, int carbohydrate) {
this.servingSize = servingSize;
this.servings = servings;
this.calories = calories;
this.fat = fat;
this.sodium = sodium;
this.carbohydrate = carbohydrate;
}
}

public static void main(String[] args) {
NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts(240, 8, 100, 0, 35, 27);
}

public class NutritionFacts {
// Parameters initialized to default values (if any)
private int servingSize = -1;
private int servings = -1;
private int calories = 0;
private int fat = 0;
private int sodium = 0;
private int carbohydrate = 0;
​
public NutritionFacts() {}
// set function
public void setServingSize(int val) { servingSize = val; }
public void setServings(int val) { servings = val; }
public void setCalories(int val) { calories = val; }
public void setFat(int val) { fat = val; }
public void setSodium(int val) { sodium = val; }
public void setCarbohydrate(int val) { carbohydrate = val; }
}

public static void main(String[] args) {
NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts();
cocaCola.setServingSize(240);
cocaCola.setServings(8);
cocaCola.setCalories(100);
cocaCola.setSodium(35);
cocaCola.setCarbohydrate(27);
}

public class NutritionFacts {
private final int servingSize;
private final int servings;
private final int calories;
private final int fat;
private final int sodium;
private final int carbohydrate;
​
public static class Builder {
// Required parameters
private final int servingSize;
private final int servings;
​
// Optional parameters - initialized to default values
private int calories = 0;
private int fat = 0;
private int carbohydrate = 0;
private int sodium = 0;
​
public Builder(int servingSize, int servings) {
this.servingSize = servingSize;
this.servings = servings;
}
​
public Builder calories(int val) {
calories = val;
return this;
}
​
public Builder fat(int val) {
fat = val;
return this;
}
​
public Builder carbohydrate(int val) {
carbohydrate = val;
return this;
}
​
public Builder sodium(int val) {
sodium = val;
return this;
}
​
public NutritionFacts build() {
return new NutritionFacts(this);
}
}
​
private NutritionFacts(Builder builder) {
servingSize = builder.servingSize;
servings = builder.servings;
calories = builder.calories;
fat = builder.fat;
sodium = builder.sodium;
carbohydrate = builder.carbohydrate;
}
}

public static void main(String[] args) {
NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8)
.calories(100).sodium(35).carbohydrate(27).build();
}

虽然本书中的规则不会百分之百地适用于任何时刻和任何场合，但是，它们确实体现了绝大多数情况下的最佳编程实践。你不应该盲目的遵循这些规则，但偶尔有了充分的理由之后，可以去打破这些规则。同大多数学科一样，学习编程艺术首先要学会基本的规则，然后才能知道什么时候去打破它。

非常喜欢的书中摘录：

总结

这样的客户端代码很容易编写，更为重要的是易于阅读，Builder 模式模拟了明确命名的可选参数。

注意 NutritionFacts 是不可变的，所有的默认参数都单独放在一个地方，Buildr 的设值方法返回 Builder 本身，以便把调用链接起来，得到一个流式的 API。下面是调用示例：

👇示例：

它既能保证像重叠构造器模式那样的安全性，也能保证像 JavaBean 模式那么好的可读性

建造者模式

针对这种情况，书中给出了第三种替代方式。

类在构造过程中被分到了几个调用中，在构造过程中 JavaBean 可能处于不一致的状态

类无法仅仅通过检验构造器参数的有效性来保证一致。

JavaBean 模式使得把类做成不可变的可能性不复存在（后边单独更新），需要付出额外的努力确保它的线程安全

美中不足的是，JavaBean 模式自身有一些缺点：

这种模式弥补了重叠构造器的不足，创建实例很容易，这样的代码可读性也非常高：

这种模式下，先调用一个无参构造器来创建对象，然后通过调用 set 方法来设置每个必要的参数和可选参数，例如：

JavaBean 模式

这种情况下，还有第二种替代方式。

如果我们想知道具体的值是什么意思，必须仔细地去读参数的注释。如果是一长串类型相同的参数必然会导致一些微妙的错误，如果不小心颠倒了其中两个参数的顺序，编译器并不会报错，但是最终的结果可能会出现错误的行为。

简而言之，重叠构造器模式可行，但是当有许多参数的时候，客户端的代码会很难编写，并且难以阅读。

其中的某个参数可能是我们不想设置的，但是不得不为它们传递值。这个例子中，我们给 fat 传递了一个值为 0。如果仅仅是 6 个参数，还在我们的可控范围，问题是随着功能和参数的增加，很快就会失去控制。

一般情况下，实例化对象的时候会变成以下这个样子：