Java8 in action(1) 通过行为参数化传递代码--lambda代替策略模式

2021-08-29 15:33:44

需求

果农需要筛选苹果，可能想要绿色的，也可能想要红色的，可能想要大苹果（>150g)，也可能需要红的大苹果。基于此等条件，编写筛选的代码。

1. 策略模式解决方案

1.1 最直观的做法

首先，已知信息是一筐苹果(List<Apple> inventory)，但筛选条件多种多样。我们可以根据不同的条件写不同的方法来达到目的。比如，找出绿色的苹果:

public static List<Apple> filterGreenApples(List<Apple> inventory){
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for(Apple apple: inventory){
        if ("green".equals(apple.getColor())){
            result.add(apple);
        }
    }

    return result;
}

同样的，可以编写filterRed, filterWeight等等。但必然出现重复代码，违反软件工程原则Don't repeast yourself。而且，筛选的类也会显得臃肿。

现在，有一种更容易维护，更容易阅读的策略模式来实现这个需求。

1.2 策略模式

由于多种筛选条件的结果都是返回一个boolean值，那么可以把这个条件抽取出来，然后在筛选的时候传入条件。这个筛选条件叫做谓词。

创建谓词接口:

public interface ApplePredicate {
    boolean test(Apple apple);
}

添加几个判断条件：

public class AppleGreenColorPredicate implements ApplePredicate {
    @Override
    public boolean test(Apple apple) {
        return "green".equals(apple.getColor());
    }
}
public class AppleHeavyWeightPredicate implements ApplePredicate {
    @Override
    public boolean test(Apple apple) {
        return apple.getWeight() > 150;
    }
}
public class AppleRedAndHeavyPredicate implements ApplePredicate {
    @Override
    public boolean test(Apple apple) {
        return "red".equals(apple.getColor()) && apple.getWeight() >150;
    }
}

筛选的方法:

public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, ApplePredicate predicate){
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
        if (predicate.test(apple)){
            result.add(apple);
        }
    }

    return result;
}

这样，我们就可以根据不同的条件进行筛选了。


List<Apple> inventory = new ArrayList<>();
inventory.add(new Apple("red", 100));
inventory.add(new Apple("red", 200));
inventory.add(new Apple("green", 200));
List<Apple> redHeavyApples = filterApples(inventory, new AppleRedAndHeavyPredicate());
Assert.assertEquals(1, redHeavyApples.size());
Assert.assertEquals(200, redHeavyApples.get(0).getWeight());

以上的代码设计方案几乎是最好理解和扩展的了，当条件发生改变的时候只要增加一个类就可以。但java8提供了更好的选择，一种你只要声明一个接口，具体实现不用管，只有当使用的时候才去关心。

1.3 方法传递

java8提供了把方法当做参数传递的能力。这样，上面的代码就可以这样写：

List<Apple> apples = filterApples(inventory, apple -> "red".equals(apple.getColor()) && apple.getWeight() > 150);
Assert.assertEquals(1, apples.size());
Assert.assertEquals(200, apples.get(0).getWeight());

除了接口声明，不需要实现接口的类。我们只需要传入一个类似匿名内部类的东西，是的，lambda表达式和匿名内部类是可以互相转换的。

如此，我们设计接口的时候只要声明一个接口作为参数，然后再调用的时候把逻辑当做参数传进去。这个在我看来就是传递方法了。就像Javascript，可以把一个方法当做参数。

与之前的设计模式相比，lambda可以不用写那么类。

1.4 新需求

现在，果农需要包装苹果。包装的方式有多种，我将包装的结果打印出来，就是打印的样式也有多种。比如：

A light green apple

或者

An apple of 150g

上面是两种打印方式，按照之前的策略模式需要创建两个类。下面采用lambda来实现。

public interface AppleFormatter {
    String format(Apple apple);
}

public class AppleOutput{
    public static void prettyPrintApple(List<Apple> inventory, AppleFormatter formatter){
        for (Apple apple : inventory) {
            String format = formatter.format(apple);
            System.out.println(format);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args){
        List<Apple> inventory = new ArrayList<>();
        inventory.add(new Apple("red", 100));
        inventory.add(new Apple("red", 200));
        inventory.add(new Apple("green", 200));

        prettyPrintApple(inventory, new AppleFormatter() {
            @Override
            public String format(Apple apple) {
                String characteristic = apple.getWeight()>150?"heavy":"light";
                return "A " + characteristic + " " + apple.getColor() + " apple.";
            }
        });

        prettyPrintApple(inventory, apple -> "An apple of " + apple.getWeight() + "g");

    }
}

控制台打印：

A light red apple.
A heavy red apple.
A heavy green apple.
An apple of 100g
An apple of 200g
An apple of 200g

如果使用IntelIJ IDEA作为编辑器，那么肯定会忍受不了匿名内部类，因为IDEA会不停的提示你：匿名内部类可以转变为方法参数。

1.5 更普遍的用法

上面的筛选只是针对Apple的，那么是否可以推广开来呢？下面针对List类型抽象化来构造筛选条件。

创建一个条件接口：

public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
}

更新一个更普遍的filter：

public static <T> List<T> filter(List<T> list, Predicate<T> p){
    List<T> result = new ArrayList<T>();
    for (T e : list) {
        if (p.test(e)){
            result.add(e);
        }
    }

    return result;
}

那么，可能这样用：

public static void main(String[] args) {
    List<Apple> appleList = new ArrayList<>();
    appleList.add(new Apple("red", 100));
    appleList.add(new Apple("red", 160));
    appleList.add(new Apple("green", 60));

    List<Apple> redApples = filter(appleList, (Apple apple) -> "red".equals(apple.getColor()));
    Assert.assertEquals(2, redApples.size());

    List<Integer> numberList = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9);
    List<Integer> lessThan4Numbers = filter(numberList, (Integer num) -> num < 4);
    Assert.assertEquals(3, lessThan4Numbers.size());

}

1.6 排序

行为参数化的过程掌握后，很多东西就会自然而然的使用了。比如排序。果农需要将苹果按照大小排序呢？

java8中List是有默认方法的:

default void sort(Comparator<? super E> c) {
    Object[] a = this.toArray();
    Arrays.sort(a, (Comparator) c);
    ListIterator<E> i = this.listIterator();
    for (Object e : a) {
        i.next();
        i.set((E) e);
    }
}

其实就是将以前手动排序封装了。那么，苹果的排序就可以传入一个比较器实现：

@Test
public void sort(){
    List<Apple> appleList = new ArrayList<>();
    appleList.add(new Apple("red", 100));
    appleList.add(new Apple("red", 160));
    appleList.add(new Apple("green", 60));
    
    appleList.sort((o1, o2) -> o1.getWeight()-o2.getWeight());
}

根据IDEA的提示，进一步：

appleList.sort(Comparator.comparingInt(Apple::getWeight));

这里就涉及了多次行为传参了。后面再说。

1.7 Runnable

多线程Runnable的时候经常会采用匿名内部类的做法：

@Test
public void testRunnable(){
    Runnable runnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("running");
        }
    };

    new Thread(runnable).start();
}

采用lambda行为传参就变为：

@Test
public void testRunnable(){
    Runnable runnable = () -> System.out.println("running");

    new Thread(runnable).start();
}

小结

本次测试主要理解如下内容：

行为参数化，就是一个方法接受多个不同的行为作为参数，并在内部使用它们，完成不同行为的能力。
传递代码，就是将行为作为参数传递给方法。

本文转自Ryan.Miao博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/woshimrf/p/java8-in-action-2.html，如需转载请自行联系原作者

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