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java - 在 Java 中使用枚举实现多例

coder 2024-03-08 原文

我想要一个特定复杂接口(interface)实例的有限固定目录。标准multiton pattern 有一些很好的特性，比如惰性实例化。然而，它依赖于诸如字符串之类的键，这似乎很容易出错且脆弱。

我想要一个使用枚举的模式。它们具有许多强大的功能并且非常强大。我试图为此找到一个标准的设计模式，但还是一片空白。所以我提出了自己的想法，但我对此并不十分满意。

我使用的模式如下(这里的界面高度简化以使其可读):

interface Complex { 
    void method();
}

enum ComplexItem implements Complex {
    ITEM1 {
        protected Complex makeInstance() { return new Complex() { ... }
    },
    ITEM2 {
        protected Complex makeInstance() { return new Complex() { ... }
    };

    private Complex instance = null;

    private Complex getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = makeInstance();
        }
        return instance;
    }

    protected void makeInstance() {
    }

    void method {
        getInstance().method();
    }
}

这个模式有一些非常好的特性:

  • 枚举实现了使其用法非常自然的接口(interface):ComplexItem.ITEM1.method();
  • 惰性实例化:如果构造成本很高(我的用例涉及读取文件)，它只会在需要时发生。

话虽如此，对于这样一个简单的要求来说，它似乎非常复杂和“hacky”，并且以我不确定语言设计者意图的方式覆盖枚举方法。

它还有另一个明显的缺点。在我的用例中，我希望接口(interface)能够扩展 Comparable。不幸的是，这会与 Comparable 的枚举实现发生冲突，并使代码无法编译。

我考虑过的一种替代方法是使用标准枚举，然后使用一个单独的类将枚举映射到接口(interface)的实现(使用标准多模式)。那行得通，但是枚举不再实现在我看来不是意图的自然反射(reflect)的接口(interface)。它还将接口(interface)的实现与似乎封装不良的枚举项分开。

另一种选择是让枚举构造函数实现接口(interface)(即在上面的模式中删除对“makeInstance”方法的需要)。虽然这有效，但它消除了仅在需要时运行构造函数的优势)。它也没有解决扩展 Comparable 的问题。

所以我的问题是:谁能想到一种更优雅的方式来做到这一点？

作为对评论的回应，我将尝试首先概括地说明我试图解决的具体问题，然后再通过示例。

  • 有一组固定的对象实现给定的接口(interface)
  • 对象是无状态的:它们仅用于封装行为
  • 每次执行代码时只会使用对象的一个​​子集(取决于用户输入)
  • 创建这些对象是昂贵的:它应该只在需要时进行一次
  • 对象共享很多行为

这可以通过为每个对象使用单独的类或父类(super class)来实现共享行为的单独的单例类来实现。这似乎不必要地复杂。

现在举个例子。一个系统在一组区域中计算几种不同的税收，每个区域都有自己的税收计算算法。预计区域集永远不会改变，但区域算法会定期更改。特定的区域费率必须在运行时通过远程服务加载，这既缓慢又昂贵。每次调用系统时，系统都会获得一组不同的区域进行计算，因此它应该只加载所请求区域的费率。

所以:

interface TaxCalculation {
    float calculateSalesTax(SaleData data);
    float calculateLandTax(LandData data);
    ....
}

enum TaxRegion implements TaxCalculation {
    NORTH, NORTH_EAST, SOUTH, EAST, WEST, CENTRAL .... ;

    private loadRegionalDataFromRemoteServer() { .... }
}

推荐背景阅读:Mixing-in an Enum

最佳答案

看起来不错。我会像这样使初始化线程安全:

enum ComplexItem implements Complex {
    ITEM1 {
        protected Complex makeInstance() {
            return new Complex() { public void method() { }};
        }
    },
    ITEM2 {
        protected Complex makeInstance() {
            return new Complex() { public void method() { }}
    };

    private volatile Complex instance;

    private Complex getInstance() {
        if (instance == null) {
            createInstance();
        }
        return instance;
    }

    protected abstract Complex makeInstance();

    protected synchronized void createInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = makeInstance();
        }
    }

    public void method() {
        getInstance().method();
    }
}

修饰符 synchronized 仅出现在 createInstance() 方法上，但包装了对 makeInstance() 的调用 - 传达线程安全性而无需放置调用 getInstance() 的瓶颈，程序员无需记住将 synchronized 添加到每个 makeInstance() 实现中。

关于java - 在 Java 中使用枚举实现多例，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/25901714/

javaComplexmakeInstancecodeenums

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