簡介: 在平常編碼的過程當中,能夠總結出不少「樣板代碼」,就像」活字印刷術中的「活字」同樣。當咱們編寫新的代碼時,須要用到這些「活字」,就把「樣板代碼」拷貝過來,修改替換一下就能夠了,寫起代碼來「極爲神速」。「樣板代碼」其實就是一種樣例、一種模式、一種經驗……總結的「樣板代碼」越多,編寫代碼的格式越規範、質量越高、速度越快。java
做者 | 常意
來源 | 阿里技術公衆號數據庫
北宋科學家沈括在《夢溪筆談》第十八卷《技藝》中這樣描述"活字印刷術":編程
慶曆中,有布衣畢昇,又爲活版。其法用膠泥刻字,薄如錢脣,每字爲一印,火燒令堅……若止印3、二本,未爲簡易;若印數十百千本,則極爲神速。設計模式
在平常編碼的過程當中,咱們能夠總結出不少"樣板代碼",就像"活字印刷術"中的"活字"同樣。當咱們編寫新的代碼時,須要用到這些"活字",就把"樣板代碼"拷貝過來,修改替換一下就能夠了,寫起代碼來"極爲神速"。"樣板代碼"其實就是一種樣例、一種模式、一種經驗……總結的"樣板代碼"越多,編寫代碼的格式越規範、質量越高、速度越快。數組
這裏,做者總結了幾種常見Java的"樣板代碼",但願起到拋磚引玉的做用,但願你們不斷總結和完善,造成本身的樣板代碼庫。app
樣板代碼(Boilerplate Code),一般是指一堆具備固定模式的代碼塊,能夠被普遍地應用到各個程序模塊。框架
例如,讀取文件就是典型的樣板代碼:工具
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) { String line; while (Objects.nonNull(line = reader.readLine())) { // 處理一行 ... } } catch (IOException e) { String message = String.format("讀取文件(%s)異常", fileName); log.error(message, e); throw new ExampleException(message, e); }
樣板(Boilerplate ),能夠拆分爲樣例(Example)和模式(Pattern)兩個單詞進行理解——樣例(Example)指能夠當成一種標準範例,模式(Pattern)指能夠做爲一種解決方案。當遇到相似的案例時,就把樣板代碼拷貝過去,根據實際狀況進行修改,該案例就被輕鬆解決了。學習
樣板代碼的主要做用:開發工具
在做者之前的文章《編碼方法論,賦能你我他》中,有詳細的說明和舉例,這裏再也不累述。其中,適合於樣板代碼的編寫方法有:
複製粘貼生成代碼
利用複製粘貼樣板代碼,用好了編碼會事半功倍。
用文本替換生成代碼
利用文本替換生成代碼,能夠很快生成一段新代碼。
用Excel公式生成代碼
把樣板代碼先公式化,傳入不一樣的參數,生成不一樣的代碼。
用工具或插件生成代碼
不少開發工具或插件都提供一些工具生成代碼,好比:生成構造方法、重載基類/接口方法、生成Getter/Setter方法、生成toString方法、生成數據庫訪問方法……可以避免不少手敲代碼。
用代碼生成代碼
用代碼生成代碼,就是本身編寫代碼,按照本身的樣板代碼格式生成代碼。
樣板代碼(Boilerplate Code)具備很大的重複性,一般被認爲是一種冗餘而又不得不寫的代碼。其實否則,有些樣板代碼不能減小,只是咱們尚未遇到合適的解決方案而已。一般狀況下,咱們能夠經過如下幾種方式減小樣板代碼:
1.4.1. 利用註解減小樣板代碼
好比,JavaBean模型類中的Getter/Setter就是樣板代碼,咱們能夠經過Lombok的@Getter/@Setter註解來減小這樣的樣板代碼。
原始代碼:
public class User { private Long id; ... public Long getId() { return id; } public void setId(Long id) { this.id = id; } ... } 優化代碼: @Getter @Setter public class User { private Long id; ... }
1.4.2. 利用框架減小樣板代碼
好比,MyBatis 是一款優秀的持久層框架,封裝了獲取數據庫鏈接和聲明、設置參數、獲取結果集等全部JDBC操做。MyBatis 能夠經過簡單的 XML 或註解來配置和映射原始類型、接口和 Java POJO(Plain Old Java Objects,普通老式 Java 對象)爲數據庫中的記錄。
原始代碼:
/** 查詢公司員工 */ public List< EmployeeDO> queryEmployee(Long companyId) { try (Connection connection = tddlDataSource.getConnection(); PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(QUERY_EMPLOYEE_SQL)) { statement.setLong(1, companyId); try (ResultSet result = statement.executeQuery()) { List< EmployeeDO> employeeList = new ArrayList<>(); while (result.next()) { EmployeeDO employee = new EmployeeDO(); employee.setId(result.getLong(1)); employee.setName(result.getString(2)); ... employeeList.add(employee); } return employeeList; } } catch (SQLException e) { String message = String.format("查詢公司(%s)用戶異常", companyId); log.error(message, e); throw new ExampleException(message, e); } }
優化代碼:
UserDAO.java: @Mapper public interface UserDAO { List< EmployeeDO> queryEmployee(@Param("companyId") Long companyId); } UserDAO.xml: < mapper namespace="com.example.repository.UserDAO"> < select id="queryEmployee" resultType="com.example.repository.UserDO"> select id , name ... from t_user where company_id = #{companyId} < /select> < /mapper> 1.4.3. 利用設計模式減小樣板代碼 利用設計模式,能夠把一些重複性代碼進行封裝。好比,上面的讀取文件行模式代碼,就能夠用模板方法進行封裝。 原始代碼: try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) { String line; while (Objects.nonNull(line = reader.readLine())) { // 處理一行 ... } } catch (IOException e) { String message = String.format("讀取文件(%s)異常", fileName); log.error(message, e); throw new ExampleException(message, e); }
優化代碼:
/* 定義方法 /
public static void readLine(String fileName, Consumer< String> lineConsumer) {
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) { String line; while (Objects.nonNull(line = reader.readLine())) { lineConsumer.accept(line); } } catch (IOException e) { String message = String.format("讀取文件(%s)異常", fileName); log.error(message, e); throw new ExampleException(message, e); }
}
// 使用代碼 readLine("example.txt", line -> { // 處理一行 ... });
若是樣板代碼能夠被消滅,那麼世界上就不存在樣板代碼了。即使是上一節提供的減小樣板代碼方法,也不能徹底的消滅樣板代碼,由於這些樣板代碼依舊存在於框架和模式的實現中。因此,樣板代碼是消滅不了的。
既然不能消滅樣板代碼,那就應該合理地利用樣板代碼。提煉一段樣板代碼,若只用二三次,未爲簡便;若用數十百千次,則極爲神速。下面,列舉了幾種常見Java的樣板代碼,描述了樣板代碼在平常編程中如何提煉和使用。
一般,咱們會以下定義工具類:
/** 例子工具類 */ public class ExampleHelper { /** 常量值 */ public final static int CONST_VALUE = 123; /** 求和方法 */ public static int sum(int a, int b) { return a + b; } }
2.2.1. 修飾符順序不規範
經過SonarLint插件掃描,會出現如下問題:
Java語言規範建議使用"static final",而不是"final static"。請記住這麼一條規則:靜態常量,靜態(static)在前,常量(final)在後。
2.2.2. 工具類能夠被繼承覆蓋
若是咱們定義一個MyExampleHelper來繼承ExampleHelper:
public class MyExampleHelper extends ExampleHelper { /** 常量值 */ public static final int CONST_VALUE = 321; /** 求和方法 */ public static int sum(int a, int b) { return a * b; } }
會發現,MyExampleHelper會對ExampleHelper中的常量和方法進行覆蓋,致使咱們不知道是否是使用了ExampleHelper中的常量和方法。
對於Apache提供的工具類,不少同窗都喜歡定義相同名稱的工具類,並讓這個工具類繼承Apache的工具類,並在這個類中添加本身的實現方法。其實,我是很是不推薦這種作法的,由於你不知道——你調用的是Apache工具類提供的常量和方法,仍是被覆蓋的常量和方法。最好的辦法,就是對工具類添加final關鍵字,讓這個工具類不能被繼承和覆蓋。
2.2.3. 工具類能夠被實例化
對於ExampleHelper工具類,咱們能夠這樣使用:
int value = ExampleHelper.CONST_VALUE; int sum = ExampleHelper.sum(1, 2);
也能夠被這樣使用:
ExampleHelper exampleHelper = new ExampleHelper(); int value = exampleHelper.CONST_VALUE; int sum = exampleHelper.sum(1, 2);
對於工具類來講,沒有必要進行實例化。因此,咱們建議添加私有構造方法,並在方法中拋出UnsupportedOperationException(不支持的操做異常)。
根據以上存在問題及其解決方法,最佳定義的ExampleHelper工具類以下:
/** 例子工具類 */ public final class ExampleHelper { /** 常量值 */ public static final int CONST_VALUE = 123; /** 構造方法 */ private ExampleHelper() { throw new UnsupportedOperationException(); } /** 求和方法 */ public static int sum(int a, int b) { return a + b; } }
一般,咱們會以下定義枚舉類:
/** 例子枚舉類 */ public enum ExampleEnum { /** 枚舉相關 */ ONE(1, "one(1)"), TWO(2, "two(2)"), THREE(3, "two(3)"); /** 屬性相關 */ private Integer value; private String desc; /** 構造方法 */ private ExampleEnum(Integer value, String desc) { this.value = value; this.desc = desc; } /** 獲取取值 */ public Integer getValue() { return value; } /** 獲取描述 */ public String getDesc() { return desc; } }
3.2.1. 修飾符private可缺省
經過SonarLint插件掃描,會出現如下問題:
根據建議,應該刪除構造方法前多餘的private修飾符。
3.2.2. 建議使用基礎類型
用包裝類型Integer保存枚舉取值,自己並無什麼問題。可是,本着能用基礎類型就用基礎類型的規則,因此建議使用基礎類型int。
3.2.3. 建議使用final字段
假設,咱們要實現一個靜態方法,可能一不當心就把枚舉值給修改了:
/** 修改取值 */ public static void modifyValue() { for (ExampleEnum value : values()) { value.value++; } }
若是調用了modifyValue方法,就會把枚舉值修改,致使應用程序出錯。爲了不這樣的狀況出現,咱們建議對字段添加final修飾符,從而避免字段值被惡意篡改。
/* 例子枚舉類 /
public enum ExampleEnum {
/** 枚舉相關 */ ONE(1, "one(1)"), TWO(2, "two(2)"), THREE(3, "two(3)"); /** 字段相關 */ private final int value; private final String desc; /** 構造方法 */ ExampleEnum(int value, String desc) { this.value = value; this.desc = desc; }
/** 獲取取值 */ public int getValue() { return value; } /** 獲取描述 */ public String getDesc() { return desc; } }
下面,以定義User(用戶)模型類爲例,從JavaBean模式、重載構造方法、Builder模式3種方式,來講明模型類的定義方法以及優缺點。
假設:User(用戶)模型類共有4個屬性——id(標識)、name(名稱)、age(年齡)、desc(描述),其中必填屬性爲——id(標識)、name(名稱),可填屬性爲——age(年齡)、desc(描述)。
JavaBean是一個遵循特定寫法的Java類,它一般具備以下特色:
經過JavaBean模式定義的User(用戶)模型類以下:
/** 用戶類 */ public class User { private Long id; private String name; private Integer age; private String desc; public Long getId() {return id;} public void setId(Long id) {this.id = id;} public String getName() {return name;} public void setName(String name) {this.name = name;} public Integer getAge() {return age;} public vid setAge(Integer age) {this.age = age;} public String getDesc() {return desc;} public void setDesc(String desc) {this.desc = desc;} }
注意:也能夠經過Lombok的@Getter/@Setter註解生成對應個Getter/Setter方法。
使用代碼:
User user = new User(); user.setId(1L); user.setName("alibaba"); user.setAge(102); user.setDesc("test"); verifyUser(user);
主要優勢:
代碼很是簡單,只有私有屬性字段及其公有Getter/Setter方法;
賦值對象代碼可讀性較強,明確地知道哪一個屬性字段對應哪一個值;
很是簡單實用,被普遍地用於HSF、Dubbo、MyBatis等中間件。
主要缺點:
因爲能夠經過Setter方法設置屬性字段,因此不能定義爲不可變類;
因爲每一個字段分別設置,因此不能保證字段必填,必須設置完畢後進行統一驗證。
經過"重載構造方法"定義User(用戶)模型類以下:
/** 用戶類 */ public final class User { private Long id; private String name; private Integer age; private String desc; public User(Long id, String name) { this(id, name, null); } public User(Long id, String name, Integer age) { this(id, name, age, null); } public User(Long id, String name, Integer age, String desc) { Assert.notNull(id, "標識不能爲空"); Assert.notNull(name, "名稱不能爲空"); this.id = id; this.name = name; this.age = age; this.desc = desc; } public Long getId() {return id;} public String getName() {return name;} public Integer getAge() {return age;} public String getDesc() {return desc;} }
使用代碼:
User user1 = new User(1L, "alibaba"); User user2 = new User(1L, "alibaba", 102, "test");
主要優勢:
主要缺點:
/** 用戶類 */ public final class User { private Long id; private String name; private Integer age; private String desc; private User(Builder builder) { this.id = builder.id; this.name = builder.name; this.age = builder.age; this.desc = builder.desc; } public static Builder newBuilder(Long id, String name) { return new Builder(id, name); } public Long getId() {return id;} public String getName() {return name;} public Integer getAge() {return age;} public String getDesc() {return desc;} public static class Builder { private Long id; private String name; private Integer age; private String desc; private Builder(Long id, String name) { Assert.notNull(id, "標識不能爲空"); Assert.notNull(name, "名稱不能爲空"); this.id = id; this.name = name; } public Builder age(Integer age) { this.age = age; return this; } public Builder desc(String desc) { this.desc = desc; return this; } public User build() { return new User(this); } } }
注意:能夠採用Lombok的@Builder註解簡化代碼。
使用代碼:
User user = User.newBuilder(1L, "alibaba").age(102).desc("test").build();
主要優勢:
主要缺點:
在編碼中,常用到各類集合常量,好比List(列表)常量、Set(集合)常量、Map(映射)常量等。
定義代碼:
最簡單的方法,就是直接定義一個普通的集合常量。
/** 例子工具類 */ public final class ExampleHelper { /** 常量值列表 */ public static final List< Integer> CONST_VALUE_LIST = Arrays.asList(1, 2, 3); /** 常量值集合 */ public static final Set< Integer> CONST_VALUE_SET = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3)); /** 常量值映射 */ public static final Map< Integer, String> CONST_VALUE_MAP; static { CONST_VALUE_MAP = new HashMap<>(MapHelper.DEFAULT); CONST_VALUE_MAP.put(1, "value1"); CONST_VALUE_MAP.put(2, "value2"); CONST_VALUE_MAP.put(3, "value3"); } ... }
使用代碼:
使用也很方便,直接經過"類名.常量名"使用。
// 使用常量值集合 List< Integer> constValueList = ExampleHelper.CONST_VALUE_LIST; Set< Integer> constValueSet = ExampleHelper.CONST_VALUE_SET; Map< Integer, String> constValueMap = ExampleHelper.CONST_VALUE_MAP;
經過SonarLint插件掃描,會出現如下問題:
因爲普通的集合對象(如ArrayList、HashMap、HashSet等)都是可變集合對象,即使是定義爲靜態常量,也能夠經過操做方法進行修改。因此,上面方法定義的集合常量,並非真正意義上的集合常量。其中,Arrays.asList方法生成的內部ArrayList不能執行add/remove/clear方法,可是能夠set方法,也屬於可變集合對象。
// 操做常量列表 ExampleHelper.CONST_VALUE_LIST.remove(3); // UnsupportedOperationException ExampleHelper.CONST_VALUE_LIST.add(4); // UnsupportedOperationException ExampleHelper.CONST_VALUE_LIST.set(1, 20); // [1,20,3] ExampleHelper.CONST_VALUE_LIST.clear(); // UnsupportedOperationException // 操做常量集合 ExampleHelper.CONST_VALUE_SET.remove(3); // [1,2] ExampleHelper.CONST_VALUE_SET.add(3); // [1,2,3] ExampleHelper.CONST_VALUE_SET.clear(); // [] // 操做常量映射 ExampleHelper.CONST_VALUE_MAP.remove(3); // {1:"value1",2:"value2"} ExampleHelper.CONST_VALUE_MAP.put(3, "value3"); // {1:"value1",2:"value2",3:"value3"} ExampleHelper.CONST_VALUE_MAP.clear(); // []
在JDK中,Collections工具類中提供一套方法,用於把可變集合對象變爲不可變(不可修改,修改時會拋出UnsupportedOperationException異常)集合對象。因此,能夠利用這套方法定義集合靜態常量。
/** 例子工具類 */ public final class ExampleHelper { /** 常量值列表 */ public static final List< Integer> CONST_VALUE_LIST = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(1, 2, 3)); /** 常量值集合 */ public static final Set< Integer> CONST_VALUE_SET = Collections.unmodifiableSet(new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3))); /** 常量值映射 */ public static final Map< Integer, String> CONST_VALUE_MAP; static { Map< Integer, String> valueMap = new HashMap<>(MapHelper.DEFAULT); valueMap.put(1, "value1"); valueMap.put(2, "value2"); valueMap.put(3, "value3"); CONST_VALUE_MAP = Collections.unmodifiableMap(valueMap); } ... }
上一章介紹瞭如何定義集合常量,這一章就來介紹一下如何定義數組常量。
定義代碼:
通常人定義數組常量,就會像下面代碼同樣,定義一個公有數組常量。
/** 例子工具類 */ public final class ExampleHelper { /** 常量值數組 */ public static final int[] CONST_VALUES = new int[] {1, 2, 3}; ... }
使用代碼:
使用也很方便,直接經過"類名.常量名"使用。
// 使用常量值數組 int[] constValues = ExampleHelper.CONST_VALUES;
存在問題:
可是,能夠經過下標修改數組值,致使數組常量的值可變。因此,這種方法定義的數組常量,並非一個真正意義上的數組常量。
// 修改常量值數組 ExampleHelper.CONST_VALUES[1] = 20; // [1, 20, 3]
定義代碼:
能夠經過上一章定義集合常量的方法,返回一個公有集合常量。
/** 例子工具類 */ public final class ExampleHelper { /** 常量值列表 */ public static final List< Integer> CONST_VALUE_LIST = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(1, 2, 3)); ... }
使用代碼:
要想獲得數組常量,就把集合常量轉化爲數組常量。
// 使用常量值列表 int[] constValues = ExampleHelper.CONST_VALUE_LIST.stream() .mapToInt(Integer::intValue).toArray();
存在問題:
每一次都會把集合常量轉化爲數組常量,致使程序運行效率下降。
最佳法"私有數組常量+公有克隆方法"的解決方案。以下代碼所示:先定義一個私有數組常量,保證不會被外部類使用;在定義一個獲取數組常量方法,並返回一個數組常量的克隆值。
定義代碼:
這裏,提供一個"私有數組常量+公有克隆方法"的解決方案。以下代碼所示:先定義一個私有數組常量,保證不會被外部類使用;在定義一個獲取數組常量方法,並返回一個數組常量的克隆值。
/** 例子工具類 */ public final class ExampleHelper { /** 常量值數組 */ private static final int[] CONST_VALUES = new int[] {1, 2, 3}; /** 獲取常量值數組方法 */ public static int[] getConstValues() { return CONST_VALUES.clone(); } ... }
使用代碼:
因爲每次返回的是一個克隆數組,即使修改了克隆數組的常量值,也不會致使原始數組常量值的修改。
// 使用常量值方法 int[] constValues = ExampleHelper.getConstValues(); // [1, 2, 3] constValues[1] = 20; // [1, 20, 3] constValues = ExampleHelper.getConstValues(); // [1, 2, 3]
定義代碼:
有時候,咱們會判斷不少條件,需求用&&(或||)鏈接多個條件表達式。
/** 獲取審覈結果方法 */ private static Integer getAuditResult(AuditDataVO data) { if (isPassed(data.getAuditItem1()) && isPassed(data.getAuditItem2()) ... && isPassed(data.getAuditItem11())) { return AuditResult.PASSED; } return AuditResult.REJECTED; }
存在問題:
經過SonarLint插件掃描,會存在2個問題:
其中,圈複雜度(Cyclomatic complexity,CC)也稱爲條件複雜度,是一種衡量代碼複雜度的標準,其符號爲V(G)。
麥凱布最先提出一種稱爲「基礎路徑測試」(Basis Path Testing)的軟件測試方式,測試程序中的每一線性獨立路徑,所需的測試用例個數即爲程序的圈複雜度。
圈複雜度能夠用來衡量一個模塊斷定結構的複雜程度,其數量上表現爲獨立路徑的條數,也可理解爲覆蓋全部的可能狀況最少使用的測試用例個數。
定義代碼:
那麼,就把&&(或||)鏈接符拆開,利用運算符=和&&(或||)級聯進行拼接。
/** 獲取審覈結果方法 */ private static AuditResult getAuditResult(AuditDataVO data) { boolean isPassed = isPassed(data.getAuditItem1()); isPassed = isPassed && isPassed(data.getAuditItem2()); ... isPassed = isPassed && isPassed(data.getAuditItem11()); if (isPassed) { return AuditResult.PASSED; } return AuditResult.REJECTED; }
存在問題:
經過SonarLint插件掃描,還存在1個問題:
也就是,利用運算符=和&&(或||)級聯進行拼接,並不能減小方法的圈複雜度。
定義代碼:
下面,利用動態無參數Lambda表達式列表優化,即把每一個條件表達式做爲BooleanSupplier對象存在列表中,而後依次執行條件表達式得出最後結果。
/** 獲取審覈結果方法 */ private static AuditResult getAuditResult(AuditDataVO data) { List< BooleanSupplier> supplierList = new ArrayList<>(); supplierList.add(() -> isPassed(data.getAuditItem1())); supplierList.add(() -> isPassed(data.getAuditItem2())); ... supplierList.add(() -> isPassed(data.getAuditItem11())); for (BooleanSupplier supplier : supplierList) { if (!supplier.getAsBoolean()) { return AuditResult.REJECTED; } } return AuditResult.PASSED; }
存在問題:
經過SonarLint插件掃描,沒有提示任何問題。可是,每次都動態添加Lambda表達式,就會致使程序效率低下。那麼,有沒有把Lambda表達式靜態化的方法呢?
定義代碼:
要想固化Lambda表達式,就必須動態傳入AuditDataVO對象。這裏,採用Predicate<AuditDataVO>來接收Lambda表達式,在Lambda表達式中指定AuditDataVO對象data。而後,在for循環中,依次指定AuditDataVO對象data,並計算表達式的值。
/
** 審覈結果斷言列表 */ private static final List< Predicate<AuditDataVO>> AUDIT_RESULT_PREDICATE_LIST = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList( data -> isPassed(data.getAuditItem1()), data -> isPassed(data.getAuditItem2()), ... data -> isPassed(data.getAuditItem11()))); /** 獲取審覈結果方法 */ private static AuditResult getAuditResult(AuditDataVO data) { for (Predicate< AuditDataVO> predicate : AUDIT_RESULT_PREDICATE_LIST) { if (!predicate.test(data)) { return AuditResult.REJECTED; } } return AuditResult.PASSED; }
適用條件:
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