Transformer模式是Java（以及可能僅具有使用場(chǎng)所差異和不變參數(shù)類(lèi)型的其他OO語(yǔ)言）的設(shè)計(jì)模式，可幫助子類(lèi)型層次結(jié)構(gòu)內(nèi)的對(duì)象將自己流暢地轉(zhuǎn)換為任何類(lèi)型的對(duì)象。

語(yǔ)境

我一直在關(guān)注與Jim Laskey發(fā)行的JDK-8203703相關(guān)的OpenJDK線(xiàn)程（ 9月18-21日 ， 11月12-13日， 11月13-30日， 12月3-4日 ），然后我想到了一個(gè)主意。 讓我回顧一下討論的相關(guān)部分。

String.transform的建議

根據(jù)JDK-8203703的提案可歸結(jié)為以下新增內(nèi)容：

public final class String implements /*...*/ CharSequence {// ...public <R> R transform(Function<? super String, ? extends R> f) {return f.apply(this);}// ... }

如您所見(jiàn)，此方法僅自身調(diào)用給定的Function即可。 但是，它對(duì)于鏈接實(shí)用程序方法非常有用，例如Apache Commons的 StringUtils中的方法：

String result = string.toLowerCase().transform(StringUtils::stripAccents).transform(StringUtils::capitalize);

通常，我們必須寫(xiě)：

String result = StringUtils.capitalize(StringUtils.stripAccents(string.toLowerCase()));

考慮CharSequence.transform

在某個(gè)時(shí)候，艾倫·貝特曼（Alan Bateman） 提出了在CharSequence中潛在定義transform 的問(wèn)題 ：

<R> R transform(Function<? super CharSequence, ? extends R> f)

這將具有能夠在任何CharSequence上應(yīng)用基于CharSequence的實(shí)用程序方法（例如StringUtils.isNumeric ）的好處，例如：

boolean isNumeric = charSequence.transform(s -> StringUtils.defaultIfBlank('0')).transform(StringUtils::isNumeric);

但是，正如RémiForax所指出的 ，此簽名的問(wèn)題在于：

• 如果它是由String 繼承的：大多數(shù)實(shí)用程序方法都將String作為參數(shù)–這樣的方法將不起作用（例如StringUtils :: capitalize ），
• 如果它被String 覆蓋 ：由于以下原因，無(wú)法進(jìn)行有用的覆蓋：
  • Function<? super String, R>

結(jié)果， CharSequence.transform的主題已被刪除。

問(wèn)題

總而言之，問(wèn)題在于能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ：

• 一個(gè)CharSequence ，使用Function即需要CharSequence或Object （ ? super CharSequence ），
• 一個(gè)String ，使用接受String或其任何父類(lèi)型（ ? super String ）的Function 。

當(dāng)我在這里查看這些下 限時(shí) ，我意識(shí)到我已經(jīng)看到了這種問(wèn)題（參見(jiàn)Filterer Pattern ）。

因此，這個(gè)問(wèn)題歸結(jié)為：如何協(xié)變地指定Function的反 變界。

解

Java不支持逆變參數(shù)類(lèi)型 ，并且它的語(yǔ)法也沒(méi)有提供一種方法來(lái)協(xié)變（ ? extends ）指定在單個(gè)聲明中綁定的逆變（ ? super ）。 然而，有可能做到這一點(diǎn)在兩個(gè)分開(kāi)的宣言，通過(guò)中間輔助類(lèi)型的裝置。

假設(shè)我們要為泛型Function<? super T, ? extends R> Function<? super T, ? extends R> Function<? super T, ? extends R> ，我們需要：

• 將上面的Function參數(shù)移動(dòng)到參數(shù)為T(mén)的輔助接口中 ，
• 將此輔助接口與上限 （ ? extends T ）一起用作返回類(lèi)型。

變壓器接口

我定義了這樣的幫助程序接口（我稱(chēng)之為T(mén)ransformer ），如下所示：

@FunctionalInterface interface Transformer<T> {<R> R by(Function<? super T, ? extends R> f); }

可轉(zhuǎn)換的接口

定義了Transformer ，我們可以定義以下稱(chēng)為T(mén)ransformable基本接口：

interface Transformable {Transformer<?> transformed(); }

該接口本身并不能做很多事情，但我將其視為以下方面的規(guī)范 ：

• 子類(lèi)型實(shí)現(xiàn)者 ：它提醒他們使用適當(dāng)?shù)纳舷薷采w已transformed方法，并加以實(shí)現(xiàn)，
• 子類(lèi)型用戶(hù) ：提醒他們可以調(diào)用transformed().by(f) 。

總結(jié)起來(lái)，這對(duì)（ Transformer ＆ Transformable ）讓我們替換：

• obj.transform(function)
• 使用： obj.transformed().by(function)

樣例實(shí)施

回到String之前，讓我們看看實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)接口有多么容易：

class Sample implements Transformable {@Overridepublic Transformer<Sample> transformed() {return this::transform; // method reference}private <R> R transform(Function<? super Sample, ? extends R> f) {return f.apply(this);} }

如您所見(jiàn)，所需要的只是對(duì)transform的方法引用 。

transform方法被設(shè)為私有，因此當(dāng)子類(lèi)型定義自己的（適當(dāng)?shù)?#xff0c; 下界 ） transform時(shí)，它們之間不會(huì)發(fā)生沖突。

上下文中的解決方案

上下文中的實(shí)現(xiàn)

它如何應(yīng)用于CharSequence和String ？ 首先，我們將CharSequence擴(kuò)展為T(mén)ransformable ：

public interface CharSequence extends Transformable {// ...@OverrideTransformer<? extends CharSequence> transformed();// ... }

然后，我們transformed在String實(shí)現(xiàn)transformed ，返回對(duì)public transform方法的方法引用（已在JDK 12中添加 ）：

public final class String implements /*...*/ CharSequence {// ...@Overridepublic Transformer<String> transformed() {return this::transform;}// ... }

請(qǐng)注意，我們對(duì)transformed的返回類(lèi)型進(jìn)行了協(xié)變更改： Transformer<? extends CharSequence> Transformer<? extends CharSequence> → Transformer<String> 。

相容性風(fēng)險(xiǎn)

我認(rèn)為添加CharSequence.transformed的兼容性風(fēng)險(xiǎn)很小。 僅對(duì)于那些已經(jīng)具有無(wú)參數(shù)transformed方法的CharSequence子類(lèi)，它可能會(huì)破壞向后兼容性（這似乎不太可能）。

上下文中的用法

對(duì)于使用String不會(huì)改變，因?yàn)橛泻粲鯖](méi)有一點(diǎn)transformed().by()在transform()

但是，通用CharSequence的用法將需要訴諸transformed().by()因?yàn)樗赡苡泻芏鄬?shí)現(xiàn)，因此transform方法必須是private ：

boolean isNumeric = charSequence.transformed().by(s -> StringUtils.defaultIfBlank('0')).transformed().by(StringUtils::isNumeric);

性能

如果您不熟悉JVM （最常表示HotSpot ）及其JIT編譯器的工作方式，那么您可能想知道這種明顯的額外對(duì)象創(chuàng)建（ Transformer in transformed ）是否不會(huì)影響性能。

幸運(yùn)的是，由于有了轉(zhuǎn)義分析 ^*和標(biāo)量替換 ，該對(duì)象從未在堆上分配。 答案是：不會(huì)，不會(huì)。

^* 此Wikipedia條目包含錯(cuò)誤的陳述：“ 因此，編譯器可以安全地在堆棧上分配這兩個(gè)對(duì)象。 ”正如 AlekseyShipilёv解釋的那樣 ，Java不會(huì)在堆棧上分配整個(gè)對(duì)象。

基準(zhǔn)測(cè)試

如果您需要證明，這里有一些基準(zhǔn)（使用AlekseyShipilёv出色的JMH基準(zhǔn)線(xiàn)束 ）。 因?yàn)槲也荒?#xff08;容易），添加必要的方法，以String ，我創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的包裝過(guò)String ，并實(shí)現(xiàn)了在它之上的標(biāo)桿。

基準(zhǔn)測(cè)試toLowerCase()操作：

• 在兩個(gè)字符串上：
• "no change" （無(wú)操作）
• "Some Change"
• 使用三種通話(huà)類(lèi)型：
• 直接（基準(zhǔn)）
• transform()
• transformed().by()

您可以在GitHub gist中找到此基準(zhǔn)測(cè)試的完整源代碼。

結(jié)果如下（在Oracle JDK 8上運(yùn)行，花費(fèi)了50分鐘）：

Benchmark (string) Mode Cnt Score Error UnitsTransformerBenchmark.baseline no change avgt 25 22,215 ± 0,054 ns/op TransformerBenchmark.transform no change avgt 25 22,540 ± 0,039 ns/op TransformerBenchmark.transformed no change avgt 25 22,565 ± 0,059 ns/opTransformerBenchmark.baseline Some Change avgt 25 63,122 ± 0,541 ns/op TransformerBenchmark.transform Some Change avgt 25 63,405 ± 0,196 ns/op TransformerBenchmark.transformed Some Change avgt 25 62,930 ± 0,209 ns/op

如您所見(jiàn)，對(duì)于這兩個(gè)字符串，這三種調(diào)用類(lèi)型之間沒(méi)有性能差異。

摘要

我意識(shí)到， Transformable可能太“奢侈”了，無(wú)法真正將其納入JDK。 實(shí)際上，即使僅由CharSequence和String返回的Transformer也不值得。 這是因?yàn)閷?duì)CharSequence的一元運(yùn)算似乎并不常見(jiàn)（例如StringUtils僅包含少數(shù)幾個(gè)）。

但是，我發(fā)現(xiàn)“ Transformer和“ Transformable的基本概念很誘人。 因此，我希望您喜歡閱讀，并在某些情況下會(huì)發(fā)現(xiàn)它很有用

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2019/02/transformer-pattern.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的变压器图案的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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