Java缺失的特性擴展方法是什么

今天小編給大家分享一下Java缺失的特性擴展方法是什么的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

什么是擴展方法

擴展方法，就是能夠向現有類型直接“添加”方法，而無需創建新的派生類型、重新編譯或以其他方式修改現有類型。調用擴展方法的時候，與調用在類型中實際定義的方法相比沒有明顯的差異。

為什么需要擴展方法

考慮要實現這樣的功能：從 Redis 取出包含多個商品ID的字符串后（每個商品ID使用英文逗號分隔），先對商品ID進行去重（并能夠維持元素的順序），最后再使用英文逗號將各個商品ID進行連接。

傳統寫法：

使用 Stream 寫法：

假設在 Java 中能實現擴展方法，并且我們為數組添加了擴展方法 toList（將數組變為 List），為 List 添加了擴展方法 toSet（將 List 變為 LinkedHashSet），為 Collection 添加了擴展方法 join（將集合中元素的字符串形式使用給定的連接符進行連接），那我們將可以這樣寫代碼：

相信此刻你已經有了為什么需要擴展方法的答案：

可以對現有的類庫，進行直接增強，而不是使用工具類

相比使用工具類，使用類型本身的方法寫代碼更流暢更舒適

代碼更容易閱讀，因為是鏈式調用，而不是用靜態方法套娃

在 Java 中怎么實現擴展方法

我們先來問問最近大火的 ChatGPT：

好吧，ChatGPT 認為 Java 里面的擴展方法就是通過工具類提供的靜態方法 :)。所以接下來我將介紹一種全新的黑科技：

Manifold

準備條件

Manifold 的原理和 Lombok 是類似的，也是在編譯期間通過注解處理器進行處理。所以要在 IDEA 中正確使用 Manifold，需要安裝 Manifold IDEA 的插件：

然后再在項目 pom 的 maven-compiler-plugin 中加入 annotationProcessorPaths：

如果你的項目中使用了 Lombok，需要把 Lombok 也加入 annotationProcessorPaths：

編寫擴展方法

JDK 中，String 的 split 方法，使用的是字符串作為參數，即 String[] split(String)。我們現在來為 String 添加一個擴展方法 String[] split(char)：按給定的字符進行分割。

基于 Manifold，編寫擴展方法：

可以發現本質上還是工具類的靜態方法，但是有一些要求：

工具類需要使用 Manifold 的 @Extension 注解

靜態方法中，目標類型的參數，需要使用 @This 注解

工具類所在的包名，需要以 extensions.目標類型全限定類名 結尾

—— 用過 C# 的同學應該會會心一笑，這就是模仿的 C# 的擴展方法。

關于第 3 點，之所以有這個要求，是因為 Manifold 希望能快速找到項目中的擴展方法，避免對項目中所有的類進行注解掃描，提升處理的效率。

具備了擴展方法的能力，現在我們就可以這樣調用了：

Amazing！而且你可以發現，System.out.println(numStrs.toString()) 打印的居然是數組對象的字符串形式 —— 而不是數組對象的地址。查看反編譯后的 App.class，發現是將擴展方法的調用，替換為靜態方法調用：

而數組的 toString 方法，使用的是 Manifold 為數組定義的擴展方法 ManArrayExt.toString(@This Object array)：

[Ljava.lang.String;@511d50c0 什么的，Goodbye，再也不見~

因為是在編譯期將擴展方法的調用替換為靜態方法調用，所以使用 Manifold 的擴展方法，即使調用方法的對象是 null 也沒有問題，因為處理后的代碼是把 null 作為參數傳遞到對應的靜態方法。比如我們對 Collection 進行擴展：

然后調用的時候：

java.lang.NullPointerException，Goodbye，再也不見~

數組擴展方法

我們看到 List<@Self(true) Object> 這樣的寫法：@Self 是用來表示被注解的值應該是什么類型，如果是 @Self，即 @Self(false)，表示被注解的值和 @This 注解的值是同一個類型；@Self(true) 則表示是數組中元素的類型。

對于對象數組，我們可以看到 toList 方法返回的就是對應的 List（T 為數組元素的類型）：

但如果是原始類型數組，IDEA 指示的返回值是：

但是我用的是 Java 啊，擦除法泛型怎么可能擁有 List 這么偉大的功能 &mdash;&mdash; 所以你只能用原生類型來接收這個返回值 :)

&mdash;&mdash; 許個愿，希望 Project Valhalla 早日 GA。

我們經常在各個項目中看到，大家先把某個對象包裝成 Optional，然后進行 filter、map 等。通過 @Self 的類型映射，你可以這樣為 Object 加入一個非常實用的辦法：

那么任何對象，都將擁有 asOpt() 方法。

相比于之前的需要包裝一下的不自然：

你現在可以自然而然的使用 Optional：

當然，Object 是所有的類的父類，這樣做是否合適，還是需要謹慎的思考一下。

擴展靜態方法

我們都知道 Java9 給集合添加了工廠方法：

是不是很眼饞？因為如果用的不是 Java9 及以上版本（Java8：直接報我身份證就行），你就得用 Guava 之類的庫 &mdash;&mdash; 然而 ImmutableList.of 用起來終究是比不上 List.of 這樣的正統來的自然。

沒關系，Manifold 說：“無所謂，我會出手”。基于 Manifold 擴展靜態方法，就是在擴展類的靜態方法上，也加上 @Extension：

然后你就可以欺騙自己已經用上了 Java8 之后的版本 &mdash;&mdash; 你發任你發，我用 Java8。

BTW，因為 Object 是所有類的父類，如果你給 Object 添加靜態擴展方法，那么意味著你可以在任何地方直接訪問到這個靜態方法，而不需要 import &mdash;&mdash; 恭喜你，解鎖了 “頂級函數”。

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