创建对象不优雅?Java大牛手把手教你如何创建优雅的对象

在 Java 中有多种方式可以创建对象,总结起来主要有下面的 4 种方式:

正常创建。通过 new 操作符

反射创建。调用 Class 或 java.lang.reflect.Constructor 的 newInstance()方法

克隆创建。调用现有对象的 clone()方法

发序列化。调用 java.io.ObjectInputStream 的 getObject()方法反序列化

Java 对象的创建方式是其语法明确规定,用户不可能从外部改变的。本文仍然要使用上面

的方式来创建对象,所以本文只能说是构建对象,而非创建对象也。

假设有这样一个场景,现在要构建一个大型的对象,这个对象包含许多个参数的对象,有

些参数有些是必填的,有些则是选填的。那么如何构建优雅、安全地构建这个对象呢?

单一构造函数

通常,我们第一反应能想到的就是单一构造函数方式。直接 new 的方式构建,通过构造函

数来传递参数,见下面的代码:

/***

* 单一构造函数

*/

public class Person {

// 姓名(必填)

private String name;

// 年龄(必填)

private int age;

// 身高(选填)

private int height;

// 毕业学校(选填)

private String school;

// 爱好(选填)

private String hobby;

public Person(String name, int age, int height, String school, String hobby) {

this.name = name;

this.age = age;

this.height = height;

this.school = school;

this.hobby = hobby;

}

}

上面的构建方式有下面的缺点:

有些参数是可以选填的(如 height, school),在构建 Person 的时候必须要传入可能并不需

要的参数。

现在上面才 5 个参数,构造函数就已经非常长了。如果是 20 个参数,构造函数都可以直接

上天了!

构建的这样的对象非常容易出错。客户端必须要对照 Javadoc 或者参数名来讲实参传入对

应的位置。如果参数都是 String 类型的,一旦传错参数,编译是不会报错的,但是运行结

果却是错误的。

多构造函数

对于第 1 个问题,我们可以通过构造函数重载来解决。见下面的代码:

/***

* 多构造函数

*/

public class Person {

// 姓名(必填)

private String name;

// 年龄(必填)

private int age;

// 身高(选填)

private int height;

// 毕业学校(选填)

private String school;

// 爱好(选填)

private String hobby;

public Person(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public Person(String name, int age, int height) {

this.name = name;

this.age = age;

this.height = height;

}

public Person(String name, int age, int height, String school) {

this.name = name;

this.age = age;

this.height = height;

this.school = school;

}

public Person(String name, int age, String hobby, String school) {

this.name = name;

this.age = age;

this.hobby = hobby;

this.school = school;

}

}

上面的方式确实能在一定程度上降低构造函数的长度,但是却有下面的缺陷:

导致类过长。这种方式会使得 Person 类的构造函数成阶乘级增长。按理来说,应该要写的

构造函数数是可选成员变量的组合数(实际并没有这么多,原因见第 2 点)。如果让我调用

这样的类,绝对会在心里默念 xx!!

有些参数组合无法重构。因为 Java 中重载是有限制的,相同方法签名的方法不能构成重

载,编译时无法通过。譬如包含(name, age, school)和(name, age, hobby)的构造函数是不

能重载的,因为 shcool 和 hobby 同为 String 类型。Java 只认变量的类型,管你变量是什么

含义呢。 (看脸的社会唉)

JavaBean 方式

上面的方法不行,莫急!还有法宝——JavaBean。一个对象的构建通过多个方法来完成。

直接见下面的代码:

public class Person {

// 姓名(必填)

private String name;

// 年龄(必填)

private int age;

// 身高(选填)

private int height;

// 毕业学校(选填)

private String school;

// 爱好(选填)

private String hobby;

public Person(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public void setHeight(int height) {

this.height = height;

}

public void setSchool(String school) {

this.school = school;

}

public void setHobby(String hobby) {

this.hobby = hobby;

}

}

客户端使用这个对象的代码如下:

public class Client {

public static void main(String[] args) {

Person person = new Person("james", 12);

person.setHeight(170);

person.setHobby("reading");

person.setSchool("xxx university");

}

}

这样看起来完美的解决了 Person 对象构建的问题,使用起来非常优雅便捷。确实,在单一

线程的环境中这确实是一个非常好的构建对象的方法,但是如果是在多线程环境中仍有其

致命缺陷。在多线程环境中,这个对象不能安全地被构建,因为它不是不可变对象。一旦

Person 对象被构建,我们随时可通过 setXXX()方法改变对象的内部状态。假设有一个线程

正在执行与 Person 对象相关的业务方法,另外一个线程改变了其内部状态,这样得到莫名

其妙的结果。由于线程运行的无规律性,使得这问题有可能不能重现,这个时候真的就只

能哭了。(程序员真苦逼。。。)

Builder 方式

为了完美地解决这个问题,下面引出本文中的主角(等等等等!)。我们使用构建器

(Builder)来优雅、安全地构建 Person 对象。废话不说,直接代码:

/**

* 待构建的对象。该对象的特点:

* <ol>

* <li>需要用户手动的传入多个参数,并且有多个参数是可选的、顺序随意</li>

* <li>该对象是不可变的(所谓不可变,就是指对象一旦创建完成,其内部状态不可变,

更通俗的说是其成员变量不可改变)。

* 不可变对象本质上是线程安全的。</li>

* <li>对象所属的类不是为了继承而设计的。</li>

* </ol>

* 满足上面特点的对象的构建可是使用下面的 Build 方式构建。这样构建对象有下面的好

处:

* <ol>

* <li>不需要写多个构造函数,使得对象的创建更加便捷</li>

* <li>创建对象的过程是线程安全的</li>

*

* @author xialei

* @date 2015-5-2

*/

public class Person {

// 姓名(必填),final 修饰 name 一旦被初始化就不能再改变,保证了对象的不可变

性。

private final String name;

// 年龄(必填)

private final int age;

// 身高(选填)

private final int height;

// 毕业学校(选填)

private final String school;

// 爱好(选填)

private final String hobby;

/**

* 这个私有构造函数的作用:

* <ol>

* <li>成员变量的初始化。final 类型的变量必须进行初始化,否则无法编译成功</li>

* <li>私有构造函数能够保证该对象无法从外部创建,并且 Person 类无法被继承</li>

*

*/

private Person(String name, int age, int height, String school, String hobby) {

this.name = name;

this.age = age;

this.height = height;

this.school = school;

this.hobby = hobby;

}

/**

* 要执行的动作

*/

public void doSomething() {

// TODO do what you want!!

}

/**

* 构建器。为什么 Builder 是内部静态类?

* <ol>

* <li>必须是 Person 的内部类。否则,由于 Person 的构造函数私有,不能通过 new 的

方式创建 Person 对象</li>

* <li>必须是静态类。由于 Person 对象无法从外部创建,如果不是静态类,则外部无

法引用 Builder 对象。</li>

* </ol>

* <b>注意</b>:Builder 内部成员变量要与 Person 的成员变量保持一致。

* @author xialei

*

*/

public static class Builder {

// 姓名(必填)。注意:这里不能是 final 的

private String name;

// 年龄(必填)

private int age;

// 身高(选填)

private int height;

// 毕业学校(选填)

private String school;

// 爱好(选填)

private String hobby;

public Builder(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public Builder setHeight(int height) {

this.height = height;

return this;

}

public Builder setSchool(String school) {

this.school = school;

return this;

}

public Builder setHobby(String hobby) {

this.hobby = hobby;

return this;

}

/**

* 构建对象

* @return 返回待构建的对象本身

*/

public Person build() {

return new Person(name, age, height, school, hobby);

}

}

}

客户端构建对象的方式见下面的代码:

/**

* 使用 Person 对象的客户端

* @author xialei

* @date 2015-5-2

*/

public class Client {

public static void main(String[] args) {

/*

* 通过链式调用的方式创建 Person 对象,非常优雅!

*/

Person person = new Person.Builder("james", 12)

.setHeight(170)

.setHobby("reading")

.build();

person.doSomething();

}

}

如果不想看代码,可看下面对于上面代码的总结:

通过 private Person(..)使得 Person 类不可被继承

通过将 Person 类的成员变量设置为 final 类型,使得其不可变

通过 Person 内部的 static Builder 类来构建 Person 对象

通过将 Builder 类内部的 setXXX()方法返回 Builder 类型本身,实现链式调用构建 Person 对象

总结

至此,我们就相对完美地解决这一类型的对象创建问题!下面来总结一下本文的重点。待

创建的对象特点:

需要用户手动的传入多个参数,并且有多个参数是可选的、顺序任意

对象不可变

对象所属的类不是为了继承而设计的。即类不能被继承

依次使用的对象构建方法:

单一构造函数

多构造函数

JavaBean 方式

Builder 方式

最终,通过比较得出 Builder 方法最为合适的解决。

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