用函数对象表示策略

       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。

       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。     

       Java没有提供函数指针,但是可以用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上的某个操作。然而,我们也可能定义这样一种对象,它的方法执行其他对象上的操作。如果一个类仅仅导出这样的一个方法,它的实例上就等同于一个指向该方法的指针。这样的实例被称为函数对象。考虑这样一个类:

class StringLengthComparator {

        public int compare(String s1, String s2) {

        return s1.length() - s2.length();

        }

}

       这个类导出一个带两个字符串参数的方法,如果第一个字符串的长度比第二个的短,则返回一个负整数;如果两个字符串的长度相等,则返回0;如果第一个字符串比第二个的长,则返回一个正整数。这个方法是一个比较器,他根据长度来给字符串排序,而不是更常用的字典顺序。指向StringLengthComparator对象的引用可以被当做是一个指向该比较器的“函数指针”,可以在任意一对字符串上被调用。换句话说,StringLengthComparator实例是用于字符串比较操作的具体策略。

       这个类导出一个带两个字符串参数的方法。指向StringLengthComparator对象的引用可以被当做是一个指向该比较器的“函数指针”,可以在任意一对字符串上被调用。换句话说,StringLengthComparator实例是用于字符串比较操作的具体策略。

       作为典型的具体策略类,StringLengthComparator类是无状态的:它没有域,所以,这个类的所有实例在功能上是相互等价的。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 StringLengthComparator() {}

          public 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,因为客户端无法传递任何其他的比较策略。相反,我们需要定义一个Comparator接口,并修改StringLengthComparator来实现这个接口。换句话说,我们在设计具体的策略类时,还需要定义一个策略接口:

public interface Comparator {

         public int compare(T t1, T t2);

}

(接口泛型,提高了可用性)

       Comparator接口的这个定义碰巧也出现在 java.util包中,但是这并不神奇,我们自己也可以定义它。Comparator接口时范型的,因此它适合作为除字符串之外其他对象的比较器。它的compare两个参数类型为T,而不是String。只要声明前面所示的StringLengthComparator类要这么做,就可以用它实现Comparator接口。

class StringLengthComparator implements Comparator<String>{

}

具体的策略类往往使用匿名类声明,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() {

        @Override

        public int compare(String s1, String s2) {

        returns1.length() - s2.length();

        }

});

       但是注意,以这种方式使用匿名类时,将会在每次执行调用的时候创建一个新的实例。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。

       因为策略接口被用作所有具体策略实例的类型,所以并不需要为了倒出具体策略,而把策略类做成公有的。相反“宿主类”还可以导出公有的静态域,其类型为策略接口,具体的策略类可以是宿主类的私有前套类。下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接口Serializable

public class Test {

      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) {

              System.out.println(STRING_LENGTH_COMPARATOR.compare("aaaaaa","bbbbb"));

      }

}

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

       总而言之,函数指针的主要用途就是实现策略模式。为了在java中实现这种模式,要声明一个接口来表示该策略,并且为每一个策略声明一个实现了该接口的类。当一个具体策略只被使用一次时,通常使用匿名类来声明和实例化这个具体策略类。当一个具体策略类时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域被导出,其类型为该策略接口。

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