靜態(tài)工廠方法代替構(gòu)造器實(shí)例

之前，我已經(jīng)討論過一些關(guān)于Builder模式的信息 ， Builder Pattern是一種有用的模式，用于實(shí)例化具有幾個(gè)（可能是可選的）屬性的類，這些屬性可以使讀取，編寫和維護(hù)客戶端代碼更加容易，還有其他好處。 今天，我將繼續(xù)探索對(duì)象創(chuàng)建技術(shù)，但是這次是更一般的情況。

以下面的示例為例，除了說明我的觀點(diǎn)外，它絕不是有用的類。 顧名思義，我們有一個(gè)RandomIntGenerator類，它生成隨機(jī)的int數(shù)。 就像是：

public class RandomIntGenerator {private final int min;private final int max;public int next() {...} }

我們的生成器采用最小值和最大值，然后生成這兩個(gè)值之間的隨機(jī)數(shù)。 注意，這兩個(gè)屬性被聲明為final，因此我們必須在它們的聲明或類構(gòu)造函數(shù)中對(duì)其進(jìn)行初始化。 讓我們來看一下構(gòu)造函數(shù)：

public RandomIntGenerator(int min, int max) {this.min = min;this.max = max;}

現(xiàn)在，我們還希望給客戶提供僅指定最小值的可能性，然后為該整數(shù)生成介于最小值和最大值之間的隨機(jī)值。 因此，我們添加了第二個(gè)構(gòu)造函數(shù)：

public RandomIntGenerator(int min) {this.min = min;this.max = Integer.MAX_VALUE;}

到目前為止一切順利，對(duì)嗎？ 但是，就像我們提供一個(gè)僅指定最小值的構(gòu)造函數(shù)一樣，我們只想為最大值做同樣的事情。 我們將只添加第三個(gè)構(gòu)造函數(shù)，例如：

public RandomIntGenerator(int max) {this.min = Integer.MIN_VALUE;this.max = max;}

如果嘗試這樣做，則會(huì)遇到以下編譯錯(cuò)誤： 類型為RandomIntGenerator的重復(fù)方法RandomIntGenerator（int） 。 怎么了？ 問題在于，根據(jù)定義，構(gòu)造函數(shù)沒有名稱。 這樣，一個(gè)類只能具有一個(gè)具有給定簽名的構(gòu)造函數(shù)，而不能具有兩個(gè)具有相同簽名的方法（相同的返回類型，名稱和參數(shù)類型）。 這就是為什么當(dāng)我們嘗試添加RandomIntGenerator（int max）構(gòu)造函數(shù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)該編譯錯(cuò)誤的原因，因?yàn)槲覀円呀?jīng)有了RandomIntGenerator（int min）一個(gè)。

在這種情況下，我們可以做些什么嗎？ 不是構(gòu)造函數(shù)，但幸運(yùn)的是，我們可以使用其他方法 ： 靜態(tài)工廠方法 ，它們只是返回類實(shí)例的公共靜態(tài)方法。 您可能沒有意識(shí)到就使用了這種技術(shù)。 您曾經(jīng)使用過Boolean.valueOf嗎？ 看起來像：

public static Boolean valueOf(boolean b) {return (b ? TRUE : FALSE);}

將靜態(tài)工廠應(yīng)用于我們的RandomIntGenerator示例，我們可以獲得：

public class RandomIntGenerator {private final int min;private final int max;private RandomIntGenerator(int min, int max) {this.min = min;this.max = max;}public static RandomIntGenerator between(int max, int min) {return new RandomIntGenerator(min, max);}public static RandomIntGenerator biggerThan(int min) {return new RandomIntGenerator(min, Integer.MAX_VALUE);}public static RandomIntGenerator smallerThan(int max) {return new RandomIntGenerator(Integer.MIN_VALUE, max);}public int next() {...} }

請(qǐng)注意，如何使構(gòu)造函數(shù)私有化，以確保僅通過其公共靜態(tài)工廠方法實(shí)例化該類。 還要注意，當(dāng)您的客戶端使用RandomIntGenerator.between(10,20)而不是new RandomIntGenerator(10,20)時(shí)，如何清楚地表達(dá)您的意圖。 值得一提的是，該技術(shù)與“ 四人幫”中的Factory方法設(shè)計(jì)模式不同。 任何類都可以提供靜態(tài)工廠方法來代替構(gòu)造函數(shù)或在構(gòu)造函數(shù)之外提供靜態(tài)工廠方法。 那么，這種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 我們已經(jīng)提到了靜態(tài)工廠方法的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：與構(gòu)造函數(shù)不同，它們有名稱。 這有兩個(gè)直接的后果，

我們可以為構(gòu)造函數(shù)提供一個(gè)有意義的名稱。

我們可以為多個(gè)構(gòu)造函數(shù)提供相同數(shù)量和類型的參數(shù)，就像我們之前看到的那樣，我們無法使用類構(gòu)造函數(shù)。

靜態(tài)工廠的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，與構(gòu)造函數(shù)不同，靜態(tài)工廠不需要在每次調(diào)用時(shí)都返回新對(duì)象。 當(dāng)使用不可變類為常用值提供常量對(duì)象并避免創(chuàng)建不必要的重復(fù)對(duì)象時(shí)，這非常有用。 我之前顯示的Boolean.valueOf代碼很好地說明了這一點(diǎn)。 注意，此靜態(tài)方法返回TRUE或FALSE ，這兩個(gè)都是不可變的布爾對(duì)象。

靜態(tài)工廠方法的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們可以返回其返回類型的任何子類型的對(duì)象。 這使您可以自由更改退貨類型而不會(huì)影響客戶。 此外，您可以隱藏實(shí)現(xiàn)類并擁有基于接口的API ，這通常是一個(gè)好主意。 但是我認(rèn)為可以通過一個(gè)例子更好地看出這一點(diǎn)。

還記得本文開頭的RandomIntGenerator嗎？ 讓我們稍微復(fù)雜一點(diǎn)。 想象一下，我們現(xiàn)在不僅要為整數(shù)提供隨機(jī)數(shù)生成器，而且還要為其他數(shù)據(jù)類型（如String，Double或Long）提供隨機(jī)數(shù)生成器。 它們都將具有next()方法，該方法返回特定類型的隨機(jī)對(duì)象，因此我們可以從如下接口開始：

public interface RandomGenerator<T> {T next(); }

現(xiàn)在，我們對(duì)RandomIntGenerator第一個(gè)實(shí)現(xiàn)變?yōu)?#xff1a;

class RandomIntGenerator implements RandomGenerator<Integer> {private final int min;private final int max;RandomIntGenerator(int min, int max) {this.min = min;this.max = max;}public Integer next() {...} }

我們還可以有一個(gè)String生成器：

class RandomStringGenerator implements RandomGenerator<String> {private final String prefix;RandomStringGenerator(String prefix) {this.prefix = prefix;}public String next() {...} }

請(qǐng)注意，如何將所有類聲明為包專用（默認(rèn)范圍），以及它們的構(gòu)造函數(shù)也是如此。 這意味著包之外的任何客戶端都無法創(chuàng)建這些生成器的實(shí)例。 那么我們?cè)撛趺崔k？ 提示：它以“靜態(tài)”開始，以“方法”結(jié)束。
考慮以下類別：

public final class RandomGenerators {// Suppresses default constructor, ensuring non-instantiability.private RandomGenerators() {}public static final RandomGenerator<Integer> getIntGenerator() {return new RandomIntGenerator(Integer.MIN_VALUE, Integer.MAX_VALUE);}public static final RandomGenerator<String> getStringGenerator() {return new RandomStringGenerator('');} }

RandomGenerators只是一個(gè)RandomGenerators實(shí)用程序類，除了靜態(tài)工廠方法外別無其他。 與不同的生成器位于同一個(gè)程序包中，該類可以有效地訪問和實(shí)例化這些類。 但是有趣的部分來了。 請(qǐng)注意，這些方法僅返回RandomGenerator接口，而這正是客戶端真正需要的。 如果他們獲得了RandomGenerator<Integer>他們知道可以調(diào)用next()并獲得一個(gè)隨機(jī)整數(shù)。
想象一下，下個(gè)月我們將編寫一個(gè)超級(jí)高效的新整數(shù)生成器。 只要這個(gè)新類實(shí)現(xiàn)了RandomGenerator<Integer>我們就可以更改靜態(tài)工廠方法的返回類型，并且所有客戶端現(xiàn)在都在神奇地使用新實(shí)現(xiàn)，而他們甚至沒有注意到更改。

在JDK和第三方庫上，諸如RandomGenerators類的類都很常見。 您可以在Guava的 Collections （在java.util中）， Lists ， Sets或Maps中查看示例。 命名約定通常是相同的：如果您有一個(gè)名為Type的接口，則將您的靜態(tài)工廠方法放在一個(gè)名為Types不可實(shí)例化的類中。

靜態(tài)工廠的最后一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們使實(shí)例化參數(shù)化的類的詳細(xì)程度降低了很多。 您曾經(jīng)編寫過這樣的代碼嗎？

Map<String, List<String>> map = new HashMap<String, List<String>>();

您在同一行代碼上重復(fù)相同的參數(shù)兩次。 如果可以從左側(cè)推斷出分配的右側(cè)，那會(huì)很好嗎？ 好吧，有了靜態(tài)工廠就可以。 以下代碼取自Guava的Maps類：

public static <K, V> HashMap<K, V> newHashMap() {return new HashMap<K, V>();}

因此，現(xiàn)在我們的客戶代碼變?yōu)?#xff1a;

Map<String, List<String>> map = Maps.newHashMap();

很好，不是嗎？ 此功能稱為類型推斷 。 值得一提的是，Java 7通過使用菱形運(yùn)算符引入了類型推斷。 因此，如果您使用的是Java 7，則可以將前面的示例編寫為：

Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();

靜態(tài)工廠的主要缺點(diǎn)是無法擴(kuò)展沒有公共或受保護(hù)的構(gòu)造函數(shù)的類。 但這在某些情況下實(shí)際上可能是一件好事，因?yàn)樗膭?lì)開發(fā)人員偏向于繼承而不是繼承 。

總而言之，靜態(tài)工廠方法提供了很多好處，但只有一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)您考慮它時(shí)，這實(shí)際上可能不是問題。 因此，抵制自動(dòng)提供公共構(gòu)造函數(shù)并評(píng)估靜態(tài)工廠是否更適合您的類的沖動(dòng)。

參考： 開發(fā)時(shí)我們的JCG合作伙伴 Jose Luis的靜態(tài)工廠方法與傳統(tǒng)構(gòu)造方法的比較 ，它應(yīng)該是博客。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2013/01/static-factory-methods-vs-traditional-constructors.html

靜態(tài)工廠方法代替構(gòu)造器實(shí)例

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的静态工厂方法代替构造器实例_静态工厂方法与传统构造方法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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