第1条:考虑采用静态工厂方法代替构造器
对类而言,为了让客户端获取它自身的一个实例,最常用的方法就是提供一个公有的构造器。还有一种应该被程序员重视的方法:类提供一个公有的静态工厂方法(static factory method),它只是一个返回类的实例的静态方法。下面是来自Boolean(基本类型boolean的包装类)的简单示例,这个方法将boolean基本类型值转换成了一个Boolean对象引用:
1 public static Boolean valueOf(boolean b) { 2 return b?Boolean.TRUE:Boolean.FALSE; 3 }
类可以通过静态工厂方法来提供它的客户端,而不是通过构造器。提供静态工厂方法而不是公有构造器,这样做有几大优势:
静态工厂方法与构造器不同的第一大优势在于,它们有名称。问题:市场上存在三种类型的可乐,不含糖、不含脂和含脂含糖其余的参数一样,请设计一个类用于返回两种不同类型的可乐。
1 public class Coca { 2 private final int carbohydrate; 3 private final int calories; 4 private final int fat; 5 private final int sugar; 6 //没问题,返回含糖含脂的可乐 7 public Coca(int carbohydrate, int calories, int fat, int sugar) { 8 super(); 9 this.carbohydrate = carbohydrate; 10 this.calories = calories; 11 this.fat = fat; 12 this.sugar = sugar; 13 } 14 //没问题,返回不含糖的可乐实例 15 public Coca(int carbohydrate, int calories, int fat) { 16 super(); 17 this.carbohydrate = carbohydrate; 18 this.calories = calories; 19 this.fat = fat; 20 this.sugar = 0; 21 } 22 //预期希望的结果:返回不含脂的可乐实例 23 //编译错误:Duplicate method Coca(int, int, int) in type Coca 24 public Coca(int carbohydrate, int calories, int sugar) { 25 super(); 26 this.carbohydrate = carbohydrate; 27 this.calories = calories; 28 this.sugar = sugar; 29 this.fat = 0; 30 } 31 }
从上面很明显可以看出,因为构造器区别在于参数类型、个数、顺序不同而已,上面的第三个和第二个构造方法并没有这些不同,因此无法区别才导致报错。这时候,我们幸好有静态工厂方法,我们可以通过使用简单的公共静态方法返回一个类的实例。
1 public class Coca { 2 private final int carbohydrate; 3 private final int calories; 4 private final int fat; 5 private final int sugar; 6 private Coca(int carbohydrate, int calories, int fat, int sugar) { 7 this.carbohydrate = carbohydrate; 8 this.calories = calories; 9 this.fat = fat; 10 this.sugar = sugar; 11 } 12 public static Coca includeAllCoca(int carbohydrate, int calories, int fat, int sugar) { 13 return new Coca(carbohydrate,calories,fat,sugar); 14 } 15 public static Coca noFat(int carbohydrate, int calories, int sugar) { 16 return new Coca(carbohydrate,calories,0,sugar); 17 } 18 public static Coca noSugar(int carbohydrate, int calories, int fat) { 19 return new Coca(carbohydrate,calories,fat,0); 20 } 21 }
总结:当一个类需要多个带有相同签名的构造器时,就用静态工厂方法代替构造器,并且慎重地选择名称以便突出它们之间的区别。
静态工厂方法与构造器不同的第二大优势在于,不必每次在调用它们的时候都创建一个新的对象。
1 public class Elvis { 2 private static final Elvis INSTANCE = new Elvis(); 3 private Elvis() {}; 4 public static Elvis getInstance() { 5 return INSTANCE; 6 } 7 }
静态工厂方法能够为重复的调用返回相同的对象,这样有助于类总能严格控制在某个时刻哪几个实例应该存在,这种类被称为实例受控的类(instance-controlled)。编写实例受控的类有几个原因。
一:实例受控能保证它是一个Singleton或者是不可实例化的。
二:它还使得不可变的类可以确保不会存在两个相等的实例,即当且仅当a==b的时候才有a.equals(b)为true,如果能保证这一点,客户端就可以使用==来代替equals(Object)方法,这样可以提升性能。
静态工厂方法与构造器不同的第三大优势在于,它们可以返回原返回类型的任何子类型对象。这样我们在选择返回对象的类的时候就有了更大的灵活性。
1 public class Person { 2 public String name; 3 public static Person getInstance() { 4 return new Cooker(); //此处可返回new Cooker()或者new Player() 5 } 6 } 7 8 class Player extends Person{ 9 10 } 11 12 class Cooker extends Person{ 13 private String food; 14 public Cooker setName(String name) { 15 this.name = name; 16 return this; 17 } 18 public Cooker setFood(String food) { 19 this.food = food; 20 return this; 21 } 22 public void cook() { 23 System.out.println(name+"正在烹饪"+food+",请稍后..."); 24 } 25 }
客户端代码:
1 Cooker cooker = (Cooker) Person.getInstance(); 2 cooker.setName("XXX").setFood("红烧狮子头").cook();
运行结果:
XXX正在烹饪红烧狮子头,请稍后...
静态工厂方法的第四大优势在于,在创建参数化类型实例的时候,它们使代码变得更加简洁。遗憾的是,在调用参数化类的构造器时,即使类型参数很明显,也必须指明。这通常要求你接连两次提供类型参数:
Map<String,List<String>> m = new HashMap<String,List<String>>();
随着类型参数变得越来越长,越来越复杂,这一冗长的说明也很快变得痛苦起来。但是有了静态工厂方法,编译器就可以替你找到类型参数。这被称作类型推导(type inference)。例如,假设HashMap提供了这个静态工厂:
1 public static <K,V> HashMap<K,V> newInstance(){ 2 return new HashMap<K,V>(); 3 }
你就可以用下面这句简洁的代码代替上面这段繁琐的声明:
Map<String,List<String>> m = HashMap.newInstance();
静态工厂方法的主要缺点在于,类如果不含公共的或者受保护的构造器,就不能被子类化。例如静态工厂方法的优势二中的例子,该类无法被子类化。
静态工厂方法的第二个缺点在于,它们与其它的静态方法实际上没有任何区别。在API文档中,它们没有像构造器那样在API文档中明确标识出来,因此,对于提供了静态工厂方法而不是构造器的类来说,要想查明如何实例化一个类,这是非常困难的。
下面是静态工厂方法的一些惯用名称:
valueOf-----不太严格地讲,该方法返回的实例与它的参数具有相同的值,这样的静态工厂方法实际上是类型转换的方法。
of-----valueOf的一种更为简洁的替代。
getInstance-----返回的实例是通过方法的参数来描述的,但是不能够说与参数具有同样的值。对于Singleton来说,该方法没有参数,并返回唯一的实例。
newInstance-----像getInstance一样,但是newInstance能够确保返回的每个实例都与所有其它的实例不同。
getType-----像getInstance一样,但是在工厂方法处于不同的类中的时候使用,Type表示工厂方法所返回的对象类型。
newType-----像getInstance一样,但是在工厂方法处于不同的类中的时候使用,Type表示工厂方法所返回的对象类型。