用Java和Python模仿Kotlin构建器
介紹
Kotlin可能現(xiàn)在是我最喜歡的語言，并且它可能提供的最酷的功能之一是基于幾個功能構建的類型安全的生成器（稍后解釋）。 我發(fā)現(xiàn)自己真的很想在其他兩種主要語言（Java和Python）中使用此功能。 本文解釋了我認為與使用這些語言的類型安全的構建器最接近的東西。
Kotlin
首先，我需要說明Kotlin進行類型安全的構建器的能力。 要快速了解這些構建器的含義，您應該查看有關它們的頁面 。 在本文中，我們將實現(xiàn)其html構建器的一小部分。
Kotlin創(chuàng)建類型安全的構建器的能力歸功于許多小功能。 第一個是lambda語法； {param, list -> block.of.code()} 。 如果lambda的參數(shù)為零，則可以忽略參數(shù)列表和箭頭。 當它只有一個參數(shù)時，也是如此，因為該參數(shù)被隱式稱為it 。 例如， {doSomethingWith(it)}是合法的lambda，假設doSomethingWith()接受的對象與傳遞給lambda的對象的類型相同。
下一個功能是如何將lambda傳遞給函數(shù)。 如果最后一個參數(shù)是lambda，則可以在函數(shù)調(diào)用的括號后傳遞該參數(shù)。 例如， myFunc(arg1){lambdaArg()} 。 如果lambda是唯一的參數(shù)，則可以完全忽略括號： aFunc{lambdaArg()} 。 這使您可以定義看起來像語言功能的功能。 如果不是因為保留了這些關鍵字，就可以從技術上定義自己的if-else塊或任何循環(huán)。
接下來是擴展方法，您可以定義像它們一樣工作的lambda。 擴展方法是為接口類之外的類或接口定義的新方法。 例如，您可以為String類創(chuàng)建新的方法。 實際上，它們只是靜態(tài)方法，它們采用其所針對類型的隱式第一個參數(shù)。 在Kotlin代碼中，第一個參數(shù)分配給this標識符， this標識符隱式使用，就像在實際方法中一樣。
您也可以定義像擴展方法一樣工作的lambda（ SomeClass.() -> Unit而不是(SomeClass) -> Unit ），以便在lambda內(nèi)部，您可以調(diào)用對象而無需顯式引用它。
所有這些功能，再加上非常好的類型推斷，共同構成了一種功能，可以從使用擴展lambda的函數(shù)中創(chuàng)建類型安全的構建器。 因此，我們可以這樣寫：
html {head {title("A Title")}body {p = "paragraph"p = "'nother one"p = "last paragraph"} }要返回Html包含對象Head和Body ，將Head包含Title與文字，“A標題”。 Body包含3個Paragraphs 。
您可能會注意到title和[p]的定義方式不同。 它可能會是聰明有title使用=語法代替p ，但p展示了這些建設者如何素材可以是優(yōu)于title 。 我用Python做過類似的事情，因為它也支持屬性。
讓我們看一下允許創(chuàng)建這些對象的Kotlin代碼
fun html(htmlBuilder: Html.() -> Unit): Html {val html = Html()html.htmlBuilder()return html }class Html {private var head: Head? = nullprivate var body: Body? = nullfun head(headBuilder: Head.() -> Unit) {head = Head()head?.headBuilder()}fun body(bodyBuilder: Body.() -> Unit) {body = Body()body?.bodyBuilder()} }我們從Html類和用于啟動構建器的html()函數(shù)開始。 html函數(shù)不是必需的，因為該代碼可以用作Html構造函數(shù)，但是它使我們能夠使構造函數(shù)保持簡單，并且所有函數(shù)都小寫而不違反命名約定。
您會注意到，實際上一切都還很短。 只有html函數(shù)是3行，這僅僅是因為它必須在最后返回結果。 如果我們在Html上使用構造函數(shù)，那么它將只有htmlBuilder() 。
這里的Head及Title 。
class Head {private var title: Title? = nullfun title(text: String) {title = Title(text)} }class Title (private val text: String) { }進行得還不錯。 Title不需要構建器，因為它僅包含文本。 如果不是因為需要一些更復雜的構建機制，我實際上會讓Head只握住String本身，而不是創(chuàng)建Title類和對象。
class Body {private val paragraphs: ArrayList<Paragraph> = ArrayList()var p: Stringprivate get() = null!!set(value) {paragraphs.add(Paragraph(value))} }class Paragraph (private val text: String) { }這是真正有趣的事情。 與使用Title方法不同，我們沒有使用p()方法，而是使用p的setter來將Paragraph對象添加到列表中。 在這種情況下，它不是最直觀的。 它只是在這里向您展示如何利用這些構建者來發(fā)揮創(chuàng)造力。
還要記住，這些類只是構建器類，因此允許它們是有狀態(tài)的。 應該有一個build()方法，該方法遞歸地調(diào)用所有封閉對象的build()方法，以創(chuàng)建一個不錯的，不變的對象。
Java
在Java中，您幾乎可以創(chuàng)建完全相同的類，除了生成器看起來不那么干凈之外，因為它沒有上面的所有可愛功能。 因此，首先開始，這是構建器代碼的最終外觀。
html(html -> {html.head(head ->head.title("A Title"));ht.body(body -> {body.p("paragraph");body.p("'nother one");body.p("last paragraph");}); });這是接近的建設者語法，你可以在Java中獲得。 請注意， title()和p()的調(diào)用方式?jīng)]有什么區(qū)別，因為Java不提供任何類似于屬性的構造。 另外，請注意，您需要為所有內(nèi)容起一個名字。 使用隱式this ，您必須編寫類似于hd.title(...)而不僅僅是title(...) ，這甚至沒有提到我們必須為lambda定義參數(shù)列表這一事實。
您還可以做其他幾件事，但更糟糕的是，第一件事就是使用常規(guī)代碼：
Html html = new Html();Head head = html.head();head.title("A Title");Body body = html.body();body.p("paragraph");body.p("'nother one");body.p("last paragraph");這并不可怕 ，但是由于缺少完整類型推斷（我必須指定head和body屬于其各自的類型），它最終變得相對冗長（由于沒有括號，所以多余的制表符純粹是為了外觀）用過的。 我想到的另一種方法將在Python版本之后顯示，因為它試圖復制該版本。
因此，讓我們看一下代碼：
public class Html {public static Html html(Consumer<Html> htmlBuilder){Html html = new Html();htmlBuilder.accept(html);return html;}private Head head = null;private Body body = null;public void head(Consumer<Head> headBuilder) {head = new Head();headBuilder.accept(head);}public void body(Consumer<Body> bodyBuilder) {body = new Body();bodyBuilder.accept(body);} }這與直接移植到Java一樣直接。 html()函數(shù)已作為靜態(tài)方法移入Html類，因為它必須放在 Java中。 我們使用了Consumer<Html> ，因為這是Java與我們想要的lambda最為接近的東西。
這里是Head和Title ：
public class Head { private Title title = null;public void title(String text) {title = new Title(text);} }public class Title {private final String text;public Title(String text) {this.text = text;} }這里沒有太多注意事項。 這可能與您的期望有關。 現(xiàn)在以“ Body Paragraph結束。
public class Body {private final List paragraphs = new ArrayList<>();public void p(String text) {paragraphs.add(new Paragraph(text));} }public class Paragraph {private final String text;public Paragraph(String text) {this.text = text;} }幾乎感覺像不值得編寫這些類，不是嗎，它們是如此簡單。 請記住，這是準構建器部分。 同樣，此代碼實際上并不包含用于構建實際的，不變的DOM樹的功能。
這就是構建Java版本所需要的。 除了一些語法上的冗長之外，用Java創(chuàng)建比使用Kotlin幾乎容易得多，因為沒有任何其他功能可以考慮和使用：P
Python
試圖找出一種在Python中執(zhí)行類似操作的方法，這使我很幸運地看到了一個視頻，該視頻展示了使用上下文管理器（ with語句）的新穎（但不直觀）的方法。 Python中的問題在于，lambda只允許具有單個表達式或語句。 上下文管理器通過有效地允許您在可以在上下文管理器內(nèi)使用的條目上返回一個對象（或不返回任何對象），從而允許（非常有限的）方式繞過單行l(wèi)ambda，就像在lambda內(nèi)一樣。
因此，例如，構建器在Python中如下所示：
myhtml = Html() with myhtml as html:with html.head() as head:head.title("A Title")with html.body() as body:body.p = "paragraph"body.p = "'nother one"body.p = "last paragraph"這實際上看起來像是浪費，因為這幾乎可以很容易地寫成以下內(nèi)容：
html = Html() head = html.head() head.title("A Title") body = html.body() body.p = "paragraph" body.p = "'nother one" body.p = "last paragraph"with塊的最大好處是縮進，因為Python由于在花括號上使用縮進，因此具有縮進限制。 為此，上下文管理器可能值得。 但是，在向您展示了用Python制作這些代碼所需的基本代碼之后，我還將在書中談到另一個好處：
class Html:def __enter__(self):return selfdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):return Falsedef head(self):self._head = Head()return self._headdef body(self):self._body = Body()return self._body在這里，你可以看到Html類具有所需的__enter__()和__exit__()方法是一個上下文管理器。 他們幾乎什么也不做； __enter__()僅返回self ，而__exit__()僅表示它__exit__()任何可能傳入的異常__exit__() head()和body()方法幾乎可以滿足您現(xiàn)在的期望， Head和Body也是上下文管理器類型的假設。
class Head:def __enter__(self):return selfdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):return Falsedef title(self, text):self._title = Title(text)class Title:def __init__(self, text):self.text = textclass Body:p = property()def __enter__(self):return selfdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):return False@p.setterdef p(self, text):if not hasattr(self, 'paragraphs'):self.paragraphs = []self.paragraphs.append(Paragraph(text))class Paragraph:def __init__(self, text):self.text = text唯一值得關注的新事物是在Body中為其p標簽使用了property 。 幸運的是，我們并不需要對干將property ，我們需要有返回小號None ，就像在Kotlin。
好的，現(xiàn)在我們來看一個有趣的，不太明顯的原因，在這種情況下使用上下文管理器會有所幫助。 在Java和Kotlin中，我們最終需要對build()方法進行一次額外的調(diào)用（或者讓html()函數(shù)為我們完成），并讓它最后一次全部進行遞歸遍歷照顧它。 使用上下文管理器， __enter__() __exit__() __enter__()和__exit__()方法可以在進入時傳遞對象的生成器版本，然后在退出時進行構建。 這意味著構建器的每個中間階段在退出時已經(jīng)包含完整構建的版本。
實際上，將頭纏繞起來可能有點困難。 這是一個使用Html ， HtmlBuilder和Head進行部分實現(xiàn)的示例：
class Html:def __enter__(self):self._builder = HtmlBuilder()return self._builderdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):self.head = self._builder._headself.body = self._builder._bodydel self._builderreturn Falseclass HtmlBuilder:def head(self):self._head = Head()return self._headdef body(self):...class Head:def __enter__(self):self._builder = HeadBuilder()return self._builderdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):self.title = self._builder._titledel self._builderreturn False在這里， Html對象的__enter__()方法創(chuàng)建并保存一個生成器，然后將其返回。 在__exit__() ，它從存儲在構建器中的值構建自身，并從自身中刪除構建器。 一經(jīng)考慮，至少對于我來說，可能會認為存儲在構建器上的對象不是完成的對象，而是完成的對象。 使用HtmlBuilder的head()方法和Head的實現(xiàn)可以看到，builder對象上的方法返回具有其自己的__exit__() __enter__()和__exit__()方法的適當類，這些類也將保證其正確構建。 使用此設置，調(diào)用代碼實際上仍然與第一次相同。
最后一件事：既然我們知道可以使用上下文管理器來執(zhí)行此操作，那么您可能會認為Java的try資源管理器實際上可以正常工作。 而且你會是對的。 實際上，它的最終語法（除了隨機try關鍵字之外）也比lambda版本更干凈。 調(diào)用時，資源管理器的版本如下所示：
Html html = Html(); try(html) {try(Head head = html.head()) {head.title("A Title");}try(Body body = html.body()) {body.p("paragraph");body.p("'nother one");body.p("last paragraph");} }在這一點上，我將留給您嘗試并弄清楚如何實現(xiàn)它。 提示：我認為它不能像Python構建的第二個版本那樣工作，它會隨其構建。 我認為此Java版本代碼中的所有內(nèi)容都需要構建器，直到最后，您在html上調(diào)用build()方法以創(chuàng)建真實版本。
奧托羅
天哪，這東西最終有點長，不是嗎？ 我希望您能從此練習中獲得一些樂趣，因為我不確定它的實際用途（除了了解您可以使用上下文管理器模擬0或1參數(shù)lambda外，還可以。
可悲的是，我從來沒有像在Kotlin網(wǎng)站的示例中那樣談論添加其他參數(shù)，例如在函數(shù)調(diào)用中分配類，id等。 Kotlin還具有其他功能，可以使它真正干凈和容易，但是本文顯然沒有足夠的空間。 下周我會解決。
謝謝閱讀！
注意：截至昨天，所有編輯已完成。 從這里開始，我“只是”需要設計一個我有想法的封面； 獲取所有印刷版和電子書版的格式； 編寫附錄（大部分只是本書中的代碼片段的集合，充實了更多內(nèi)容）； 并完成GitHub存儲庫的編寫，該庫將具有所有超級有用的類和函數(shù)，可更快，更輕松且更少的問題來構建自己的描述符。 我希望所有這些工作都能在夏季結束之前完成，但希望能早日完成。 我的生活將變得更加忙碌，所以我不知道我能花多少時間來完成所有這些工作。
翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2016/01/mimicking-kotlin-builders-java-python.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的用Java和Python模仿Kotlin构建器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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