用Java和Python模仿Kotlin构建器
介紹
Kotlin可能現(xiàn)在是我最喜歡的語言，并且它可能提供的最酷的功能之一是基于幾個功能構(gòu)建的類型安全的生成器（稍后解釋）。 我發(fā)現(xiàn)自己真的很想在其他兩種主要語言（Java和Python）中使用此功能。 本文解釋了我認(rèn)為與使用這些語言的類型安全的構(gòu)建器最接近的東西。
Kotlin
首先，我需要說明Kotlin進(jìn)行類型安全的構(gòu)建器的能力。 要快速了解這些構(gòu)建器的含義，您應(yīng)該查看有關(guān)它們的頁面 。 在本文中，我們將實(shí)現(xiàn)其html構(gòu)建器的一小部分。
Kotlin創(chuàng)建類型安全的構(gòu)建器的能力歸功于許多小功能。 第一個是lambda語法； {param, list -> block.of.code()} 。 如果lambda的參數(shù)為零，則可以忽略參數(shù)列表和箭頭。 當(dāng)它只有一個參數(shù)時，也是如此，因為該參數(shù)被隱式稱為it 。 例如， {doSomethingWith(it)}是合法的lambda，假設(shè)doSomethingWith()接受的對象與傳遞給lambda的對象的類型相同。
下一個功能是如何將lambda傳遞給函數(shù)。 如果最后一個參數(shù)是lambda，則可以在函數(shù)調(diào)用的括號后傳遞該參數(shù)。 例如， myFunc(arg1){lambdaArg()} 。 如果lambda是唯一的參數(shù)，則可以完全忽略括號： aFunc{lambdaArg()} 。 這使您可以定義看起來像語言功能的功能。 如果不是因為保留了這些關(guān)鍵字，就可以從技術(shù)上定義自己的if-else塊或任何循環(huán)。
接下來是擴(kuò)展方法，您可以定義像它們一樣工作的lambda。 擴(kuò)展方法是為接口類之外的類或接口定義的新方法。 例如，您可以為String類創(chuàng)建新的方法。 實(shí)際上，它們只是靜態(tài)方法，它們采用其所針對類型的隱式第一個參數(shù)。 在Kotlin代碼中，第一個參數(shù)分配給this標(biāo)識符， this標(biāo)識符隱式使用，就像在實(shí)際方法中一樣。
您也可以定義像擴(kuò)展方法一樣工作的lambda（ SomeClass.() -> Unit而不是(SomeClass) -> Unit ），以便在lambda內(nèi)部，您可以調(diào)用對象而無需顯式引用它。
所有這些功能，再加上非常好的類型推斷，共同構(gòu)成了一種功能，可以從使用擴(kuò)展lambda的函數(shù)中創(chuàng)建類型安全的構(gòu)建器。 因此，我們可以這樣寫：
html {head {title("A Title")}body {p = "paragraph"p = "'nother one"p = "last paragraph"} }要返回Html包含對象Head和Body ，將Head包含Title與文字，“A標(biāo)題”。 Body包含3個Paragraphs 。
您可能會注意到title和[p]的定義方式不同。 它可能會是聰明有title使用=語法代替p ，但p展示了這些建設(shè)者如何素材可以是優(yōu)于title 。 我用Python做過類似的事情，因為它也支持屬性。
讓我們看一下允許創(chuàng)建這些對象的Kotlin代碼
fun html(htmlBuilder: Html.() -> Unit): Html {val html = Html()html.htmlBuilder()return html }class Html {private var head: Head? = nullprivate var body: Body? = nullfun head(headBuilder: Head.() -> Unit) {head = Head()head?.headBuilder()}fun body(bodyBuilder: Body.() -> Unit) {body = Body()body?.bodyBuilder()} }我們從Html類和用于啟動構(gòu)建器的html()函數(shù)開始。 html函數(shù)不是必需的，因為該代碼可以用作Html構(gòu)造函數(shù)，但是它使我們能夠使構(gòu)造函數(shù)保持簡單，并且所有函數(shù)都小寫而不違反命名約定。
您會注意到，實(shí)際上一切都還很短。 只有html函數(shù)是3行，這僅僅是因為它必須在最后返回結(jié)果。 如果我們在Html上使用構(gòu)造函數(shù)，那么它將只有htmlBuilder() 。
這里的Head及Title 。
class Head {private var title: Title? = nullfun title(text: String) {title = Title(text)} }class Title (private val text: String) { }進(jìn)行得還不錯。 Title不需要構(gòu)建器，因為它僅包含文本。 如果不是因為需要一些更復(fù)雜的構(gòu)建機(jī)制，我實(shí)際上會讓Head只握住String本身，而不是創(chuàng)建Title類和對象。
class Body {private val paragraphs: ArrayList<Paragraph> = ArrayList()var p: Stringprivate get() = null!!set(value) {paragraphs.add(Paragraph(value))} }class Paragraph (private val text: String) { }這是真正有趣的事情。 與使用Title方法不同，我們沒有使用p()方法，而是使用p的setter來將Paragraph對象添加到列表中。 在這種情況下，它不是最直觀的。 它只是在這里向您展示如何利用這些構(gòu)建者來發(fā)揮創(chuàng)造力。
還要記住，這些類只是構(gòu)建器類，因此允許它們是有狀態(tài)的。 應(yīng)該有一個build()方法，該方法遞歸地調(diào)用所有封閉對象的build()方法，以創(chuàng)建一個不錯的，不變的對象。
Java
在Java中，您幾乎可以創(chuàng)建完全相同的類，除了生成器看起來不那么干凈之外，因為它沒有上面的所有可愛功能。 因此，首先開始，這是構(gòu)建器代碼的最終外觀。
html(html -> {html.head(head ->head.title("A Title"));ht.body(body -> {body.p("paragraph");body.p("'nother one");body.p("last paragraph");}); });這是接近的建設(shè)者語法，你可以在Java中獲得。 請注意， title()和p()的調(diào)用方式?jīng)]有什么區(qū)別，因為Java不提供任何類似于屬性的構(gòu)造。 另外，請注意，您需要為所有內(nèi)容起一個名字。 使用隱式this ，您必須編寫類似于hd.title(...)而不僅僅是title(...) ，這甚至沒有提到我們必須為lambda定義參數(shù)列表這一事實(shí)。
您還可以做其他幾件事，但更糟糕的是，第一件事就是使用常規(guī)代碼：
Html html = new Html();Head head = html.head();head.title("A Title");Body body = html.body();body.p("paragraph");body.p("'nother one");body.p("last paragraph");這并不可怕 ，但是由于缺少完整類型推斷（我必須指定head和body屬于其各自的類型），它最終變得相對冗長（由于沒有括號，所以多余的制表符純粹是為了外觀）用過的。 我想到的另一種方法將在Python版本之后顯示，因為它試圖復(fù)制該版本。
因此，讓我們看一下代碼：
public class Html {public static Html html(Consumer<Html> htmlBuilder){Html html = new Html();htmlBuilder.accept(html);return html;}private Head head = null;private Body body = null;public void head(Consumer<Head> headBuilder) {head = new Head();headBuilder.accept(head);}public void body(Consumer<Body> bodyBuilder) {body = new Body();bodyBuilder.accept(body);} }這與直接移植到Java一樣直接。 html()函數(shù)已作為靜態(tài)方法移入Html類，因為它必須放在 Java中。 我們使用了Consumer<Html> ，因為這是Java與我們想要的lambda最為接近的東西。
這里是Head和Title ：
public class Head { private Title title = null;public void title(String text) {title = new Title(text);} }public class Title {private final String text;public Title(String text) {this.text = text;} }這里沒有太多注意事項。 這可能與您的期望有關(guān)。 現(xiàn)在以“ Body Paragraph結(jié)束。
public class Body {private final List paragraphs = new ArrayList<>();public void p(String text) {paragraphs.add(new Paragraph(text));} }public class Paragraph {private final String text;public Paragraph(String text) {this.text = text;} }幾乎感覺像不值得編寫這些類，不是嗎，它們是如此簡單。 請記住，這是準(zhǔn)構(gòu)建器部分。 同樣，此代碼實(shí)際上并不包含用于構(gòu)建實(shí)際的，不變的DOM樹的功能。
這就是構(gòu)建Java版本所需要的。 除了一些語法上的冗長之外，用Java創(chuàng)建比使用Kotlin幾乎容易得多，因為沒有任何其他功能可以考慮和使用：P
Python
試圖找出一種在Python中執(zhí)行類似操作的方法，這使我很幸運(yùn)地看到了一個視頻，該視頻展示了使用上下文管理器（ with語句）的新穎（但不直觀）的方法。 Python中的問題在于，lambda只允許具有單個表達(dá)式或語句。 上下文管理器通過有效地允許您在可以在上下文管理器內(nèi)使用的條目上返回一個對象（或不返回任何對象），從而允許（非常有限的）方式繞過單行l(wèi)ambda，就像在lambda內(nèi)一樣。
因此，例如，構(gòu)建器在Python中如下所示：
myhtml = Html() with myhtml as html:with html.head() as head:head.title("A Title")with html.body() as body:body.p = "paragraph"body.p = "'nother one"body.p = "last paragraph"這實(shí)際上看起來像是浪費(fèi)，因為這幾乎可以很容易地寫成以下內(nèi)容：
html = Html() head = html.head() head.title("A Title") body = html.body() body.p = "paragraph" body.p = "'nother one" body.p = "last paragraph"with塊的最大好處是縮進(jìn)，因為Python由于在花括號上使用縮進(jìn)，因此具有縮進(jìn)限制。 為此，上下文管理器可能值得。 但是，在向您展示了用Python制作這些代碼所需的基本代碼之后，我還將在書中談到另一個好處：
class Html:def __enter__(self):return selfdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):return Falsedef head(self):self._head = Head()return self._headdef body(self):self._body = Body()return self._body在這里，你可以看到Html類具有所需的__enter__()和__exit__()方法是一個上下文管理器。 他們幾乎什么也不做； __enter__()僅返回self ，而__exit__()僅表示它__exit__()任何可能傳入的異常__exit__() head()和body()方法幾乎可以滿足您現(xiàn)在的期望， Head和Body也是上下文管理器類型的假設(shè)。
class Head:def __enter__(self):return selfdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):return Falsedef title(self, text):self._title = Title(text)class Title:def __init__(self, text):self.text = textclass Body:p = property()def __enter__(self):return selfdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):return False@p.setterdef p(self, text):if not hasattr(self, 'paragraphs'):self.paragraphs = []self.paragraphs.append(Paragraph(text))class Paragraph:def __init__(self, text):self.text = text唯一值得關(guān)注的新事物是在Body中為其p標(biāo)簽使用了property 。 幸運(yùn)的是，我們并不需要對干將property ，我們需要有返回小號None ，就像在Kotlin。
好的，現(xiàn)在我們來看一個有趣的，不太明顯的原因，在這種情況下使用上下文管理器會有所幫助。 在Java和Kotlin中，我們最終需要對build()方法進(jìn)行一次額外的調(diào)用（或者讓html()函數(shù)為我們完成），并讓它最后一次全部進(jìn)行遞歸遍歷照顧它。 使用上下文管理器， __enter__() __exit__() __enter__()和__exit__()方法可以在進(jìn)入時傳遞對象的生成器版本，然后在退出時進(jìn)行構(gòu)建。 這意味著構(gòu)建器的每個中間階段在退出時已經(jīng)包含完整構(gòu)建的版本。
實(shí)際上，將頭纏繞起來可能有點(diǎn)困難。 這是一個使用Html ， HtmlBuilder和Head進(jìn)行部分實(shí)現(xiàn)的示例：
class Html:def __enter__(self):self._builder = HtmlBuilder()return self._builderdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):self.head = self._builder._headself.body = self._builder._bodydel self._builderreturn Falseclass HtmlBuilder:def head(self):self._head = Head()return self._headdef body(self):...class Head:def __enter__(self):self._builder = HeadBuilder()return self._builderdef __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):self.title = self._builder._titledel self._builderreturn False在這里， Html對象的__enter__()方法創(chuàng)建并保存一個生成器，然后將其返回。 在__exit__() ，它從存儲在構(gòu)建器中的值構(gòu)建自身，并從自身中刪除構(gòu)建器。 一經(jīng)考慮，至少對于我來說，可能會認(rèn)為存儲在構(gòu)建器上的對象不是完成的對象，而是完成的對象。 使用HtmlBuilder的head()方法和Head的實(shí)現(xiàn)可以看到，builder對象上的方法返回具有其自己的__exit__() __enter__()和__exit__()方法的適當(dāng)類，這些類也將保證其正確構(gòu)建。 使用此設(shè)置，調(diào)用代碼實(shí)際上仍然與第一次相同。
最后一件事：既然我們知道可以使用上下文管理器來執(zhí)行此操作，那么您可能會認(rèn)為Java的try資源管理器實(shí)際上可以正常工作。 而且你會是對的。 實(shí)際上，它的最終語法（除了隨機(jī)try關(guān)鍵字之外）也比lambda版本更干凈。 調(diào)用時，資源管理器的版本如下所示：
Html html = Html(); try(html) {try(Head head = html.head()) {head.title("A Title");}try(Body body = html.body()) {body.p("paragraph");body.p("'nother one");body.p("last paragraph");} }在這一點(diǎn)上，我將留給您嘗試并弄清楚如何實(shí)現(xiàn)它。 提示：我認(rèn)為它不能像Python構(gòu)建的第二個版本那樣工作，它會隨其構(gòu)建。 我認(rèn)為此Java版本代碼中的所有內(nèi)容都需要構(gòu)建器，直到最后，您在html上調(diào)用build()方法以創(chuàng)建真實(shí)版本。
奧托羅
天哪，這東西最終有點(diǎn)長，不是嗎？ 我希望您能從此練習(xí)中獲得一些樂趣，因為我不確定它的實(shí)際用途（除了了解您可以使用上下文管理器模擬0或1參數(shù)lambda外，還可以。
可悲的是，我從來沒有像在Kotlin網(wǎng)站的示例中那樣談?wù)撎砑悠渌麉?shù)，例如在函數(shù)調(diào)用中分配類，id等。 Kotlin還具有其他功能，可以使它真正干凈和容易，但是本文顯然沒有足夠的空間。 下周我會解決。
謝謝閱讀！
注意：截至昨天，所有編輯已完成。 從這里開始，我“只是”需要設(shè)計一個我有想法的封面； 獲取所有印刷版和電子書版的格式； 編寫附錄（大部分只是本書中的代碼片段的集合，充實(shí)了更多內(nèi)容）； 并完成GitHub存儲庫的編寫，該庫將具有所有超級有用的類和函數(shù)，可更快，更輕松且更少的問題來構(gòu)建自己的描述符。 我希望所有這些工作都能在夏季結(jié)束之前完成，但希望能早日完成。 我的生活將變得更加忙碌，所以我不知道我能花多少時間來完成所有這些工作。
翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2016/01/mimicking-kotlin-builders-java-python.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的用Java和Python模仿Kotlin构建器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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