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大牛教学课堂:Java和Ceylon对象的构造和验证(有福利赠送)

2020-02-14来源:大浙江网

Java和Ceylon对象的构造和验证

当变换Java代码为Ceylon代码时,有时候我会遇到一些Java类构造器混淆了验证与初始化的情形。让我们使用一个简单但是人为的代码例子来说明我想阐述的意思。

大牛教学课堂:Java和Ceylon对象的构造和验证(有福利赠送)

一些坏代码

考虑下面的Java类。(伙计,不要在家里写这样的代码)

public class Period {
private final Date startDate;
private final Date endDate;
//returns null if the given String
//does not represent a valid Date
private Date parseDate(String date) {
...
}
public Period(String start, String end) {
startDate = parseDate(start);
endDate = parseDate(end);
}
public boolean isValid() {
return startDate!=null && endDate!=null;
}
public Date getStartDate() {
if (startDate==null)
throw new IllegalStateException();
return startDate;
}
public Date getEndDate() {
if (endDate==null)
throw new IllegalStateException();
return endDate;
}
}

嘿,我之前已经警告过,它是人为的。但是,在实际Java代码中找个像这样的东西实际上并非不常见。

这里的问题在于,即使输入参数(在隐藏的parseDate()方法中)的验证失败了,我们还是会获得一个Period的实例。但是我们获取的那个Period不是一个“有效的”状态。严格地说,我的意思是什么呢?

好吧,假如一个对象不能有意义地响应公用操作时,我会说它处于一个非有效状态。在这个例子里,getStartDate() 和getEndDate()会抛出一个IllegalStateException异常,这就是我认为不是“有意义的”一种情况。

从另外一方面来看这个例子,在设计Period时,我们这儿出现了类型安全的失败。未检查的异常代表了类型系统中的一个“漏洞”。因此,一个更好的Period的类型安全的设计,会是一个不使用未检查的异常—在这个例子中意味着不抛出IllegalStateException异常。

(实际上,在真实代码中,我更有可能遇到一个getStartDate() 方法它不检查null ,在这个代码行之后就会导致一个NullPointerException异常,这就更加糟糕了。)

我们能够很容易地转换上面的Period类成为Ceylon形式的类:

shared class Period(String start, String end) {
//returns null if the given String
//does not represent a valid Date
Date? parseDate(String date) => ... ;
value maybeStartDate = parseDate(start);
value maybeEndDate = parseDate(end);
shared Boolean valid
=> maybeStartDate exists
&& maybeEndDate exists;
shared Date startDate {
assert (exists maybeStartDate);
return maybeStartDate;
}
shared Date endDate {
assert (exists maybeEndDate);
return maybeEndDate;
}
}

当然了,这段代码也会遇到与原始Java代码同样的问题。两个assert符号冲着我们大喊,在代码的类型安全中有一个问题。

使Java代码变得更好

Java里我们怎么改进这段代码呢?好吧,这儿就是一个例子关于Java饱受诟病的已检查异常会是一个非常合理的解决方法!我们可以稍微修改下Period来从它的构造器中抛出一个已检查的异常:

public class Period {
private final Date startDate;
private final Date endDate;
//throws if the given String
//does not represent a valid Date
private Date parseDate(String date)
throws DateFormatException {
...
}
public Period(String start, String end)
throws DateFormatException {
startDate = parseDate(start);
endDate = parseDate(end);
}
public Date getStartDate() {
return startDate;
}
public Date getEndDate() {
return endDate;
}
}

现在,使用这个解决方案,我们就不会获取一个处于非有效状态的Period,实例化Period的代码会由编译器负责去处理无效输入的情形,它会捕获一个DateFormatException异常。

try {
Period p = new Period(start, end);
...
}
catch (DateFormatException dfe) {
...
}

这是一个对已检查异常不错的、完美的、正确的使用,不幸的是我几乎很少看到Java代码像上面这样使用已检查异常。

使Ceylon代码变得更好

那么Ceylon怎么样呢?Ceylon没有已检查异常,因而我们需要寻找一个不同的解决方式。典型地,在Java调用一个函数会抛出一个已检查异常的情形中,Ceylon会调用函数返回一个联合类型。因为,一个类的初始化不返回除了类自己外的任何类型,我们需要提取一些混合的初始化/验证的逻辑来使其成为一个工厂函数。

//returns DateFormatError if the given 
//String does not represent a valid Date
Date|DateFormatError parseDate(String date) => ... ;
shared Period|DateFormatError parsePeriod
(String start, String end) {
value startDate = parseDate(start);
if (is DateFormatError startDate) {
return startDate;
}
value endDate = parseDate(end);
if (is DateFormatError endDate) {
return endDate;
}
return Period(startDate, endDate);
}
shared class Period(startDate, endDate) {
shared Date startDate;
shared Date endDate;
}

根据类型系统,调用者有义务去处理DateFormatError:

value p = parsePeriod(start, end);
if (is DateFormatError p) {
...
}
else {
...
}

或者,如果我们不关心给定日期格式的实际问题(这是有可能的,假定我们工作的初始化代码丢失了那个信息),我们可以使用Null而不是DateFormatError:

//returns null if the given String 
//does not represent a valid Date
Date? parseDate(String date) => ... ;
shared Period? parsePeriod(String start, String end)
=> if (exists startDate = parseDate(start),
exists endDate = parseDate(end))
then Period(startDate, endDate)
else null;
shared class Period(startDate, endDate) {
shared Date startDate;
shared Date endDate;
}

至少可以说,使用工厂函数的方法是优秀的,因为通常来说在验证逻辑和对象初始化之间它具有更好的隔离。这点在Ceylon中特别有用,在Ceylon中,编译器在对象初始化逻辑中添加了一些非常严厉的限制,以保证对象的所有领域仅被赋值一次。

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