用于强制一致性的接口上静态方法的替代方案

Question

在 Java 中，我希望能够定义标记接口，强制实现提供静态方法。例如，对于简单的文本序列化/反序列化，我希望能够定义一个看起来像这样的接口：

public interface TextTransformable<T>{

  public static T fromText(String text);

  public String toText();

由于 Java 中的接口不能包含静态方法（如许多其他帖子/线程中所述：here、here 和 here，此代码不起作用。

然而，我正在寻找一些合理的范式来表达相同的意图，即对称方法，其中一个是静态的，由编译器强制执行。目前我们能想到的最好的方法是某种静态工厂对象或泛型工厂，这两者都不是真正令人满意的。

注意：在我们的例子中，我们的主要用例是我们有很多很多“值对象”类型 - 枚举或其他具有有限数量值的对象，通常不携带超出其值的状态，我们每秒解析/反解析数千次，因此实际上要关心重用实例（如 Float、Integer 等）及其对内存消耗/gc 的影响

有什么想法吗？

EDIT1：为了消除一些困惑 - 我们有许多不同的对象适合这种模式 - 实际上我们正在尝试为具有 2 种语义的调用者提供一些优雅的东西：

• 接口作为契约 - 访问的统一（例如 TextTransformable 作为一种能力）
• 要求通过子类/实现来实现（例如，强制它们实现自己的转换

就我们对享元、工厂的想法而言——它们都是我们考虑过的选项，实际上我们正在尝试看看是否能找到比依赖 JavaDoc 说“实现工厂和委托调用”更优雅的东西给它，或者按照约定在 XXX 位置暴露它”

Answer 1

只是一个不同的想法。并非适用于所有情况，但可能对其他人有所帮助。

您可以使用abstract class 作为interface 和concrete classes 之间的桥梁。抽象类允许静态方法以及契约方法定义。例如，您可以查看 Collection API，其中 Sun 实现了几个抽象类，而不是从零开始对所有具体类进行暴力编码。

在某些情况下，您可以只用抽象类替换接口。

Answer 2

一种完全不同的方法（就此而言也是一种丑陋的 hack）是让接口有一个返回方法的方法。

public interface MyInterface{
    Method getConvertMethod();
}

现在您的客户端代码可以做到了

yourInterface.getConvertMethod().invoke(objectToBeConverted);

这非常强大，但 API 设计非常糟糕

肖恩

Answer 3

这真的很适合Flyweight。这基本上就是你试图用静力学来完成的。关于如何为享元对象提供服务以避免创建数千个对象，这里有一些想法。

一个是工厂，你说你考虑过但拒绝了，虽然你没有说明原因（所以任何其他想法可能会遇到同样的问题）所以我不会去讨论它。

另一个是让值类型有一个可以为其转换器服务的方法。像这样的：

 public class ValueType {
       public static final TextTransformable<ValueType> CONVERT = ....
 }

然后像这样使用它：

 ValueType value = ValueType.CONVERT.fromText(text);

 String text = ValueType.CONVERT.toText(value);

现在这并不强制所有 ValueType 都通过相同的机制提供它们的转换器，因为我认为您需要某种类型的工厂。

编辑：我想我不知道你觉得工厂有什么不雅点，但我认为你专注于来电者，所以这对你来说是什么感觉：

  ValueType value = getTransformer(ValueType.class).fromText(text);

以上可以通过工厂的静态导入和具有如下签名的方法来完成：

   public static <T> TextTransformable<T> getTransformer(Class<T> type) {
         ...
   }

找到正确转换器的代码不一定是最漂亮的，但从调用者的角度来看，一切都很好。

编辑 2：进一步考虑这一点，我看到的是您想要控制对象构造。你真的不能那样做。换句话说，在 Java 中，您不能强制实现者使用或不使用工厂来创建他们的对象。他们总是可以公开一个公共构造函数。我认为您的问题是您对执行构建的机制不满意。如果这种理解是正确的，那么下面的模式可能会有用。

你创建了一个只有私有构造函数的对象，它封装了你的值类型。对象可能有一个泛型类型参数来知道它包装了什么值类型。该对象使用静态工厂方法实例化，该方法采用工厂接口来创建“真实”值对象。所有使用该对象的框架代码都只将此对象作为参数。它不直接接受值类型，并且如果没有值类型的工厂，则无法实例化该对象。

这种方法的问题在于它的局限性很大。只有一种方法可以创建对象（工厂接口支持的对象），并且使用值对象的能力有限，因为处理这些文本元素的代码只能通过这个对象进行有限的交互。

我猜他们说没有一个软件问题不能通过额外的间接层来解决，但这可能是一座太过分的桥梁。至少值得深思。

Answer 4

正如@aperkins 所说，您应该使用枚举。

枚举基类 Enum 提供了一个 valueOf 方法，可以将字符串转换为实例。

enum MyEnum { A, B, C; }
// Here's your toText
String strVal = MyEnum.A.getName();
// and here's your fromText
MyEnum value = MyEnum.valueOf(MyEnum.class, strVal);

更新：对于枚举，这可能会满足您的需求。它使用反射，因此您只需要在必须处理遗留值的枚举上实现 EnumHelper。

/** Enums can implement this to provide a method for resolving a string
  * to a proper enum name.
  */
public interface EnumHelp
{
    // Resolve s to a proper enum name that can be processed by Enum.valueOf
    String resolve(String s);
}

/** EnumParser provides methods for resolving symbolic names to enum instances.
  * If the enum in question implements EnumHelp, then the resolve method is
  * called to resolve the token to a proper enum name before calling valueOf.
  */
public class EnumParser
{
    public static <T extends Enum<T>> T fromText(Class<T> cl, String s) {
        if (EnumHelp.class.isAssignableFrom(cl)) {
            try {
                Method resolve = cl.getMethod("resolve", String.class);
                s = (String) resolve.invoke(null, s);
            }
            catch (NoSuchMethodException ex) {}
            catch (SecurityException ex) {}
            catch(IllegalAccessException ex) {}
            catch(IllegalArgumentException ex) {}
            catch(InvocationTargetException ex) {}
        }
        return T.valueOf(cl, s);
    }

    public <T extends Enum<T>> String toText(T value)
    {
        return value.name();
    }
}

Answer 5

您似乎需要将工厂与创建的对象分开。

public interface TextTransformer<T> {
    public T fromText(String text);
    public String toText(T source);
}

您可以随意注册 TextTransformer 类：

public class FooTextTransformer implements TextTransformer<Foo> {
    public Foo fromText(String text) { return ...; }
    public String toText(Foo source) { return ...; }
}

如果您希望 FooTextTransformer 成为单例，您可以使用像 Spring 这样的容器来强制执行。 Google 已经启动了一个项目，从他们的代码库中删除所有手动强制执行的单例，但是如果你想做一个老式的单例，你可以使用一个实用程序类：

public class TextTransformers {
    public static final FooTextTransformer FOO = new FooTextTransformer();
    ...
    public static final BarTextTransformer BAR = new BarTextTransformer();
}

在您的客户端代码中：

Foo foo = TextTransformers.FOO.fromText(...);
...
foo.setSomething(...);
...
String text = TextTransformers.FOO.toText(foo);

这只是我想到的一种方法。

Answer 6

只是一个需要考虑的想法：您可以将转换逻辑与对象本身分开，然后您有一组固定的转换器，实现以下接口：

public interface Transformer<T>{ 

  public T fromText(String text); 

  public String toText(T obj); 
}

您的实际数据类可以有一个方法 getTransformer() 为它们返回正确的转换器。

Answer 7

如果您在 Java 5 或更高版本中运行，则可以使用 enum 类型 - 根据定义，所有这些都是单例。所以你可以这样：

public enum MyEnumType {
    Type1,
    Type2,
    //....
    TypeN;

    //you can do whatever you want down here
    //including implementing interfaces that the enum conforms to.

}

这样，内存问题就消失了，您可以实现单个行为实例。

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编辑：如果您无权访问枚举（1.4 或更早版本），或者由于某些其他原因，它们不适合您，我建议您使用 Flyweight pattern 实现。