Порядок вызовов в Builder подклассах Java: лучшие практики

Быстрый ответ

Для того чтобы оптимизировать класс-строитель в Java, используйте самоуказывающийся дженерик Builder<T extends Builder<T>>. Это обеспечит возврат правильных типов в методах вашего подкласса. Рассмотрим пример:

public class Parent {
    // Поля и методы родителя
    
    // Строитель с параметром самоуказывающегося типа
    public static class Builder<T extends Builder<T>> {
        // Методы строителя здесь

        // Возврат 'this' как T, мощь дженериков!
        protected T self() {
            return (T) this;
        }

        public T setSomething(...) {
            // Логика назначения значения
            return self();  // Дженерик как невидимый помощник
        }

        public Parent build() {
            return new Parent(/* параметры конструктора */);
        }
    }
}

public class Child extends Parent {
    // Поля и методы потомка

    // Строитель потомка, расширяющий строитель родителя
    public static class ChildBuilder extends Parent.Builder<ChildBuilder> {
        public Child build() {
            return new Child(/* параметры конструктора */);
        }

        // Методы строителя, специфичные для потомка
        public ChildBuilder setAnotherThing(...) {
            // Специфическая установка для потомка, без переопределения метода родителя
            return this; // Правильный возвращаемый тип, скастовать не нужно
        }

        @Override
        protected ChildBuilder self() {
            return this;
        }
    }
    
    // Метод для создания строителя потомка
    public static ChildBuilder builder() {
        return new ChildBuilder();
    }
}

Паттерн строителя с применением generics делает наследование более продуктивным, позволяя сохранить гибкость интерфейса и типов при создании подклассов.

Generics в строителях – секретный ингредиент

Generics придают паттерну строителя особую изюминку, обеспечивая такие преимущества, как типобезопасность и гибкость. Используя дженерики творчески, можно гарантировать, что строитель будет обеспечивать корректные экземпляры строителя подклассов, что гарантирует единообразие интерфейса и возможность цепочного вызова методов.

Преодоление проблем типобезопасности

С помощью дженериков можно избежать приведения типов и предупреждений о его отсутствии. Метод self(), который возвращает ссылку на самого себя, позволяет правильно произвести цепочку вызовов методов через тип строителя подкласса, минуя проблемы с приведением типов.

Учет сложных иерархий наследования

Не беспокойтесь о иерархии строителей. В сложных случаях достаточно объявить Builder<T extends Builder<T>> в каждом классе иерархии. Таким методом, от getThis() до self(), мы обеспечиваем плавное движение вверх по иерархии и использование ковариантных типов возвращаемых значений в подклассах.

Магия final классов

Применение final класса в качестве последнего в иерархии позволяет закрепить тип для дженерика Builder. Это предотвращает дальнейшее наследование и сохраняет целостность строителя.

Менее известные инструменты, такие как Lombok

Для упрощения кода рекомендуется использовать Lombok. Аннотации @Builder и @Getter помогут трансформировать ваши классы, упрощая создание Boilerplate кода.

Применение паттерна строителя в реальности

Паттерн строителя проявляет свою силу при создании конфигураций сложных объектов. В рамках stream API он помогает обеспечить чистую структуру кода и его легкость в поддержке.

Визуализация

Builder (🏗️ Основа для высотки):
  – Установите фундамент
  – Постройте надежную конструкцию
  – Добавьте основные удобства

Subclass (🏗️🏢 Расширенная высотка):
  – Гарантированное наследие от базовой конструкции!
  – Добавьте роскошные атрибуты
  – Разместите на крыше ландшафтные сады
  – Добавьте вертолетные площадки – небо – не предел!

В Java наследование позволяет возвести великолепную высотку, не начиная всё с нуля.

Промежуточные остановки на пути к строителям подклассов

Конструкторы копирования: первый шаг в клонировании!

Конструктор копирования в строителе позволяет создавать объекты на основе других, это особенно полезно для неизменяемых объектов и настройки с аналогичными характеристиками.

Подробнее об этом расскажет наш спикер на видео

Защищённые методы наследования

Будучи разработчиком, обратите внимание, что строитель – это мощный инструмент, но вы должны с тщательностью подходить к наследованию иерархий, чтобы обеспечить согласованность методов строителя подклассов с родительскими и не нарушать установленный контракт.

Абстрактные строители — ключ к успеху

В сложных иерархиях классов используйте абстрактные строители. Это предоставит структуру для конкретных строителей и обеспечит последовательное соблюдение паттерна строителя.

Полезные материалы

1. [Effective Java, 3rd Edition [Book]](https://www.oreilly.com/library/view/effective-java-3rd/9780134686097/) — известная книга Джошуа Блоха о паттерне строителя в Java.
2. java.util.stream (Java Platform SE 8) — официальная документация Java по строителям в Stream API.
3. Design Patterns: The Builder Pattern – DZone — обзор различных вариантов применения паттерна "строитель" и его использования в иерархиях наследования.
4. Builder Design Pattern in Java | DigitalOcean — практическое руководство по реализации паттерна "строитель".
5. Stack Overflow – Best practice for extending Java Builder pattern — обсуждение и советы сообщества по расширению классов-строителей в Java.