如何在 Java 中使用泛型实现工厂模式？

Question

我有一个通用接口Handler

public interface Handler<T> {
  void handle(T obj);
}

我可以有这个接口的 n 个实现。假设我现在有以下 2 个实现。一个处理字符串对象，另一个处理日期

public class StringHandler implements Handler<String> {
  @Override
  public void handle(String str) {
    System.out.println(str);
  }
}

public class DateHandler implements Handler<Date> {
  @Override
  public void handle(Date date) {
    System.out.println(date);
  }
}

我想编写一个工厂，它将根据类类型返回处理程序实例。像这样的：

class HandlerFactory {
  public <T> Handler<T> getHandler(Class<T> clazz) {
    if (clazz == String.class) return new StringHandler();
    if (clazz == Date.class) return new DateHandler();
  }
}

我在这个工厂遇到以下错误：

类型不匹配：无法从 StringHandler 转换为 Handler<T>

如何解决这个问题？

Answer 1

简单的解决方案

您可以将映射 Class<T> -> Handler<T> 保存在 Map 中。比如：

Map<Class<T>, Handler<T>> registry = new HashMap<>();

public void registerHandler(Class<T> dataType, Class<? extends Handler> handlerType) {
    registry.put(dataType, handlerType);
}

public <T> Handler<T> getHandler(Class<T> clazz) {
  return registry.get(clazz).newInstance();
}

在某个地方，初始化处理程序（可能在工厂本身）：

factory.registerHandler(String.class, StringHandler.class);
factory.registerHandler(Date.class, DateHandler.class);

在另一个地方，你创建和使用它们：

Handler<String> stringhandler = factory.getHandler(String.class);
Handler<Date> dateHandler = factory.getHandler(Date.class);

更复杂的解决方案

您可以使用反射“扫描”类，而不是手动注册映射Class<T> -> Handler<T>，而是使用反射来完成。

for (Class<? extends Handler> handlerType : getHandlerClasses()) {
    Type[] implementedInterfaces = handlerType.getGenericInterfaces();
    ParameterizedType eventHandlerInterface = (ParameterizedType) implementedInterfaces[0];
    Type[] types = eventHandlerInterface.getActualTypeArguments();
    Class dataType = (Class) types[0]; // <--String or Date, in your case
    factory.registerHandler(dataType, handlerType);
}

然后，您可以像上面一样创建和使用它们：

Handler<String> stringhandler = factory.getHandler(String.class);
Handler<Date> dateHandler = factory.getHandler(Date.class);

要实现getHandlerClasses()，请查看this 以扫描jar 中的所有类。对于每个类，您必须检查它是否是Handler：

if (Handler.class.isAssignableFrom(scanningClazz) //implements Handler
    && scanningClazz.getName() != Handler.class.getName()) //it is not Handler.class itself
{
        //is a handler!
}

希望对你有帮助！

Answer 2

您的问题是编译器无法跳到结果类型是正确的事实。

为了帮助编译器，您可以让工厂委托构造。尽管这看起来很奇怪且笨拙，但它确实能够正确地维护类型安全，而无需牺牲诸如强制转换或使用 ? 或原始类型。

public interface Handler<T> {

    void handle(T obj);
}

public static class StringHandler implements Handler<String> {

    @Override
    public void handle(String str) {
        System.out.println(str);
    }
}

public static class DateHandler implements Handler<Date> {

    @Override
    public void handle(Date date) {
        System.out.println(date);
    }
}

static class HandlerFactory {

    enum ValidHandler {

        String {
                    @Override
                    Handler<String> make() {
                        return new StringHandler();
                    }
                },
        Date {
                    @Override
                    Handler<Date> make() {
                        return new DateHandler();
                    }
                };

        abstract <T> Handler<T> make();
    }

    public <T> Handler<T> getHandler(Class<T> clazz) {
        if (clazz == String.class) {
            return ValidHandler.String.make();
        }
        if (clazz == Date.class) {
            return ValidHandler.Date.make();
        }
        return null;
    }
}

public void test() {
    HandlerFactory factory = new HandlerFactory();
    Handler<String> stringHandler = factory.getHandler(String.class);
    Handler<Date> dateHandler = factory.getHandler(Date.class);
}

Answer 3

使用泛型类型的全部意义在于共享实现。如果您的 Handler 接口的 n 实现如此不同以至于无法共享，那么我认为没有任何理由首先使用定义该通用接口。您宁愿将 StringHandler 和 DateHandler 作为顶级类。

另一方面，如果实现可以共享，就像您的示例一样，那么工厂自然会工作：

public class Main {
    static public interface Handler<T> {
      void handle(T obj);
    }

    static public class PrintHandler<T> implements Handler<T> {
      @Override
      public void handle(T obj) {
        System.out.println(obj);
      }
    }

    static class HandlerFactory {
      public static <T> Handler<T> getHandler() {
        return new PrintHandler<T>();
      }
    }

    public static void main(String[] args) {
      Handler<String> stringHandler = HandlerFactory.getHandler();
      Handler<Date> dateHandler = HandlerFactory.getHandler();

      stringHandler.handle("TEST");
      dateHandler.handle(new Date());
  }
}

Answer 4

你可以使用类似的东西：

class HandlerFactory {
  public <T> Handler<T> getHandler(Class<T> clazz) {
    if (clazz.equals(String.class)) return (Handler<T>) new StringHandler();
    if (clazz.equals(Date.class)) return (Handler<T>) new DateHandler();

    return null;
  }
}

T 是通用的，编译器无法在编译时映射它。此外，使用.equals 而不是== 更安全。

Answer 5

基本上你可以这样做：

 public Handler getHandler( Class clazz ){
        if( clazz == String.class ) return new StringHandler();
        if( clazz == Date.class ) return new DateHandler();

        return null;
    }

    public static void main( String[] args ){
        HandlerFactory handlerFactory = new HandlerFactory();
        StringHandler handler = ( StringHandler )handlerFactory.getHandler( String.class );
        handler.handle( "TEST" );
        DateHandler handler2 = ( DateHandler )handlerFactory.getHandler( Date.class );
        handler2.handle( new Date() );
    }

输出：

TEST
Tue Dec 15 15:31:00 CET 2015

但是编写两种不同的方法来分别获取处理程序总是更好的方法。

Answer 6

我编辑了你的代码并允许 Eclipse “修复”错误，它想出了这个。

public Handler<?> getHandler(Class<?> clazz) {
    if (clazz == String.class)
        return new StringHandler();
    if (clazz == Date.class)
        return new DateHandler();

    return null;
}

Answer 7

你的 HandlerFactory 不知道 T。像下面这样使用你的工厂-

public class HandlerFactory {
    public Handler<?> getHandler(Class<?> clazz) {
      if (clazz == String.class) {
          return new StringHandler();
      }
      if (clazz == Date.class) {
          return new DateHandler();
      }
      return null;
    }
}