
本文探讨了在java中如何高效地追踪类所有实例的创建,并将其存储在一个静态集合中。通过引入静态工厂方法,我们解决了在构造函数中直接添加 `this` 实例的挑战,并规避了构造函数过早返回的问题。文章详细阐述了如何利用静态工厂方法实现实例的唯一性检查、控制对象创建流程,并提供了代码示例和最佳实践,以确保类实例管理的健壮性和可维护性。
在Java应用程序开发中,有时我们需要追踪某个类的所有已创建实例,并将其集中管理。例如,在一个模拟系统中,我们可能需要一个列表来存储所有已注册的“船舶”对象。直接在类的构造函数中将当前对象(this)添加到静态集合中,看似直观,但却存在一些潜在的问题,特别是当构造函数中包含复杂的业务逻辑(如唯一性检查)时。
考虑以下场景:我们有一个 Ship 类,希望在创建每个 Ship 对象时,将其添加到一个静态的 ArrayList<Ship> 中。同时,我们还需要确保每艘船的名称是唯一的。
import java.util.ArrayList;
static public class Ship {
// 存储船只名称,用于唯一性检查 (后续将被优化)
private static ArrayList<String> ships = new ArrayList<String>();
// 存储Ship对象本身
private static ArrayList<Ship> shipObs = new ArrayList<Ship>();
String name;
private ArrayList<String> cruises = new ArrayList<String>();
int maxPassengers;
private static final String[] CABINS = new String[] {"Balcony", "Ocean View", "Suite", "Interior"};
private int[] passengers = new int[] {0,0,0,0};
boolean inService = false;
public Ship(String name, int maxPassengers) {
// 确保船只名称唯一性
if (ships.size() == 0) {
this.name = name;
ships.add(name);
} else {
for (int i=0; i < ships.size(); i++) {
if (ships.get(i).equals(name)) {
System.out.println("Ship "+name+" cannot be created because that name already exists");
return; // 构造函数中过早返回
}
}
this.name = name;
ships.add(name);
}
this.maxPassengers = maxPassengers;
// 尝试在此处添加this到shipObs,但可能不完整或存在逻辑问题
// shipObs.add(this); // 无法直接在此处有效处理所有情况
}
}上述代码中存在两个主要问题:
为了优雅地解决这些问题,我们可以采用静态工厂方法(Static Factory Method)模式。静态工厂方法是一个静态方法,负责创建并返回类的实例。通过这种方式,我们可以将对象创建前的验证逻辑、对象创建逻辑以及对象添加到集合的逻辑封装在一个方法中,从而更好地控制对象的生命周期和状态。
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以下是使用静态工厂方法重构后的 Ship 类:
import java.util.ArrayList;
public final class Ship {
// 存储Ship对象本身,现在直接用于唯一性检查
private static final ArrayList<Ship> shipObs = new ArrayList<>();
String name;
private final ArrayList<String> cruises = new ArrayList<>();
int maxPassengers;
private static final String[] CABINS =
new String[]{"Balcony", "Ocean View", "Suite", "Interior"};
private final int[] passengers = new int[]{0, 0, 0, 0};
boolean inService = false;
// 1. 将构造函数设为私有
private Ship(String name, int maxPassengers) {
this.name = name;
this.maxPassengers = maxPassengers;
// 构造函数只负责初始化,不进行复杂业务逻辑或集合添加
}
// 2. 提供一个静态工厂方法来创建Ship实例
public static Ship createAShip(String name, int maxPassengers) {
// 2.1 在创建前进行唯一性检查
for (Ship existingShip : shipObs) {
if (existingShip.name.equals(name)) {
System.out.println("Ship " + name
+ " cannot be created because that name already exists. Returning existing ship.");
return existingShip; // 如果名称已存在,返回现有对象
}
}
// 2.2 如果名称唯一,则创建新对象
Ship theShip = new Ship(name, maxPassengers);
// 2.3 将新创建的对象添加到静态集合中
shipObs.add(theShip);
return theShip; // 返回新创建的对象
}
// 可以添加其他方法,例如获取所有船只列表
public static ArrayList<Ship> getAllShips() {
return new ArrayList<>(shipObs); // 返回副本以防止外部修改
}
// 示例:添加一个获取船只名称的方法
public String getName() {
return name;
}
@Override
public String toString() {
return "Ship{" +
"name='" + name + '\'' +
", maxPassengers=" + maxPassengers +
'}';
}
public static void main(String[] args) {
Ship ship1 = Ship.createAShip("Titanic", 2200);
Ship ship2 = Ship.createAShip("Queen Mary 2", 2691);
Ship ship3 = Ship.createAShip("Titanic", 2000); // 尝试创建同名船只
System.out.println("All created ships: " + Ship.getAllShips());
// 验证 ship1 和 ship3 是否是同一个对象
System.out.println("Is ship1 the same as ship3? " + (ship1 == ship3));
}
}私有构造函数 (private Ship(...)):
final 类 (public final class Ship):
静态工厂方法 (public static Ship createAShip(...)):
移除冗余 ArrayList<String> ships:
集合的访问与封装:
通过采用静态工厂方法,我们能够:
这种模式在需要管理有限数量的实例、实现单例模式、或者根据输入参数返回不同类型实例的场景中尤其有用。
以上就是Java类实例管理:使用静态工厂方法追踪对象创建与维护唯一性的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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