effective java 之用函数对象表示策略

1、有些语言支持函数指针(function pointer)、代理(delegate)、lambda表达式(lambda expression),或者支持类似的机制,允许程序把“调用特殊函数的能力”存储起来并传递这种能力。这种机制通常用于允许函数的调用者通过传入第二个函数,来指定自己的行为。

函数对象:调用操作符的类,其对象常称为函数对象(function object),即它们是行为类似函数的对象。

2、Java没有提供函数指针,但是可以通过对象引用实现同样的功能。调用对象上的方法通常是执行该对象(the object)上的某项操作。然而,我们也可能定义这样的一种对象,它的方法执行其他对象(other objects)(这些对象被显式传递给这些方法)上的操作。如果一个类仅仅导出这样的一个方法,它的实例实际上就等同于一个指向该方法的指针。这样的实例被成为函数对象(function object)

例如,考虑下面的类:

public class StringLengthComparator   
{   
public int compare(String s1, String s2)   
{   
return s1.length() - s2.length();   
}   
}

指向StringLengthComparator对象的引用可以被当作一个指向该比较器的“函数指针(function pointer)”,可以在任意一对字符串上被调用。换句话说。StringLengthComparator实例适用于字符串比较操作的具体策略(concrete strategy)。

作为典型的具体策略类,StringLengthComparator类是无状态的(staeless):它没有域,所以,这个类的所有实例在功能上都是相互等价的。因此,它作为一个Singleton是非常合适的,可以节省不必要的对象创建开销:

public class StringLengthComparator   
{   
private static final StringLengthComparator INSTANCE = new StringLengthComparator();   
  
public int compare(String s1, String s2)   
{   
return s1.length() - s2.length();   
}   
}

为了把StringLengthComparator实例传递给方法,需要适当的参数类型。使用StringLengthComparator并不好,因为客户端将无法传递任何其他的策略。相反,我们需要定义一个Comparator接,并修改StringLengthComparator来实现这个接口。换句话说,我们在设计具体策略类时,还需要一个策略接口(strangey interface),如下所示

public interface Comparator<T>   
{   
public int compare(T t1, T t2);   
}

它的compare方法的两个类型参数为T(它正常的类型参数),而不是String。只要声明前面所示的StringLengthComparator类要这么做,就可以实现Comparator<String>接口:

public class StringLengthComparator implements Comparator<String>   
 {   
            
     public int compare(String s1, String s2)   
     {   
         return s1.length() - s2.length();   
     }   
 }

具体的策略类往往会使用匿名类声明。下面的语句根据长度对一个字符串数组进行排序:

Arrays.sort(stringArray, new Comparator<String>()   
 {   
 <span >  </span>@Override   
     public int compare(String s1, String s2)   
     {   
     <span >  </span>return s1.length() - s2.length();;   
     }   
                
 });

但是注意,以这种方式使用的匿名类时,将会在每次执行调用的时候都会创建一个新的实例。如果它被重复执行,考虑将函数对象存储到一个私有的静态final域里,并重用它。这样做的另一种好处是,可以为这个函数对象取一个有意义的域名称。

因为策略接口被用做所有具体策略实例的类型,所以我怕们并不需要为了导出具体策略,而把具体策略类做成共有的。相反,“宿主类(host class)”还可以导出共有的静态域(或者静态工厂方法),其类型为策略接口,具体的策略类可以是宿主类的私有嵌套类。线面的例子使用静态成员类,而不是匿名类,以便允许具体的策略类实现第二个几口Serializable:

public class Host {
		private static class StrLenCmp implements Comparator<String>, Serializable {


			@Override
			public int compare(String s1, String s2) {
				return s1.length() - s2.length();
			}
		}


		public static final Comparator<String> STRING_LENGTH_COMPARATOR = new StrLenCmp();


		public static void main(String[] args) {
			String s1 = "";
			String s2 = "";
			int result = Host.STRING_LENGTH_COMPARATOR.compare(s1, s2);
			System.out.println(result);
		}
	}

String类利用这种模式,通过它的CASE_INSENSITIVE_ORDER域,导出一个不区分大小写的字符串比较器。

简而言之,函数指针的主要用途就是实现策略(Strategy)模式。为了在Java中实现这种模式,要声明一个接口来表示该策略,并且为每个具体策略生命一个实现了该接口的类。当一个具体策略被使用一次时。通常使用匿名类来声明和实例化这个具体策略类。当一个具体策略是设计用来重复使用的时候,它的类通常就要被实现为私有的静态成员类,并通过公有的静态final域导出,其类型为该策略接口。

每天努力一点,每天都在进步。