什么是擴(kuò)展方法

擴(kuò)展方法，就是能夠向現(xiàn)有類型直接“添加”方法，而無需創(chuàng)建新的派生類型、重新編譯或以其他方式修改現(xiàn)有類型。調(diào)用擴(kuò)展方法的時候，與調(diào)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(kuò)展方法

考慮要實現(xiàn)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(jìn)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(jìn)行連接。

傳統(tǒng)寫法：

使用 Stream 寫法：

假設(shè)在 Java 中能實現(xiàn)擴(kuò)展方法，并且我們?yōu)閿?shù)組添加了擴(kuò)展方法 toList（將數(shù)組變?yōu)?nbsp;List），為 List 添加了擴(kuò)展方法 toSet（將 List 變?yōu)?nbsp;LinkedHashSet），為 Collection 添加了擴(kuò)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(jìn)行連接），那我們將可以這樣寫代碼：

相信此刻你已經(jīng)有了為什么需要擴(kuò)展方法的答案：

可以對現(xiàn)有的類庫，進(jìn)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?zhǔn)秸{(diào)用，而不是用靜態(tài)方法套娃

在 Java 中怎么實現(xiàn)擴(kuò)展方法

我們先來問問最近大火的 ChatGPT：

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

Manifold（https://github.com/manifold-systems/manifold）

準(zhǔn)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(jìn)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(kuò)展方法

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

基于 Manifold，編寫擴(kuò)展方法：

可以發(fā)現(xiàn)本質(zhì)上還是工具類的靜態(tài)方法，但是有一些要求：

工具類需要使用 Manifold 的 @Extension 注解

靜態(tài)方法中，目標(biāo)類型的參數(shù)，需要使用 @This 注解

工具類所在的包名，需要以 extensions.目標(biāo)類型全限定類名 結(jié)尾

—— 用過 C# 的同學(xué)應(yīng)該會會心一笑，這就是模仿的 C# 的擴(kuò)展方法。

關(guān)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(kuò)展方法，避免對項目中所有的類進(jìn)行注解掃描，提升處理的效率。

具備了擴(kuò)展方法的能力，現(xiàn)在我們就可以這樣調(diào)用了：

Amazing！而且你可以發(fā)現(xiàn)，System.out.println(numStrs.toString()) 打印的居然是數(shù)組對象的字符串形式 —— 而不是數(shù)組對象的地址。查看反編譯后的 App.class，發(fā)現(xiàn)是將擴(kuò)展方法的調(diào)用，替換為靜態(tài)方法調(diào)用：

而數(shù)組的 toString 方法，使用的是 Manifold 為數(shù)組定義的擴(kuò)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(kuò)展方法的調(diào)用替換為靜態(tài)方法調(diào)用，所以使用 Manifold 的擴(kuò)展方法，即使調(diào)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(shù)傳遞到對應(yīng)的靜態(tài)方法。比如我們對 Collection 進(jìn)行擴(kuò)展：

然后調(diào)用的時候：

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

數(shù)組擴(kuò)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(yīng)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(shù)組中元素的類型。

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

但如果是原始類型數(shù)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 —— 所以你只能用原生類型來接收這個返回值 :)

—— 許個愿，希望 Project Valhalla 早日 GA。

我們經(jīng)常在各個項目中看到，大家先把某個對象包裝成 Optional，然后進(jìn)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(xiàn)在可以自然而然的使用 Optional：

當(dāng)然，Object 是所有的類的父類，這樣做是否合適，還是需要謹(jǐn)慎的思考一下。

擴(kuò)展靜態(tài)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 —— 然而 ImmutableList.of 用起來終究是比不上 List.of 這樣的正統(tǒng)來的自然。

沒關(guān)系，Manifold 說：“無所謂，我會出手”?；?Manifold 擴(kuò)展靜態(tài)方法，就是在擴(kuò)展類的靜態(tài)方法上，也加上 @Extension：

然后你就可以欺騙自己已經(jīng)用上了 Java8 之后的版本 —— 你發(fā)任你發(fā)，我用 Java8。

BTW，因為 Object 是所有類的父類，如果你給 Object 添加靜態(tài)擴(kuò)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(tài)方法，而不需要 import —— 恭喜你，解鎖了 “頂級函數(shù)”。

建議

我從 2019 年開始關(guān)注 Manifold，那時候 Manifold IDEA 插件還是收費的，所以當(dāng)時只是做了簡單的嘗試。最近再看，IDEA 插件已經(jīng)完全免費，所以迫不及待地想要物盡其用。目前我已經(jīng)在一個項目中使用了 Manifold 來實現(xiàn)擴(kuò)展方法的功能 —— 當(dāng)事人表示非常上癮，已經(jīng)離不開了。如果你有使用上的建議和疑問，歡迎和我一起討論。

謹(jǐn)慎添加擴(kuò)展方法

如果決定在項目中使用 Manifold 實現(xiàn)擴(kuò)展方法，那么我們一定要做到 “管住自己的手”。

首先，就是上文說的，給 Object 或者其他在項目中使用非常廣泛的類添加擴(kuò)展方法，一定要非常的慎重，最好是要和項目組的同學(xué)一起討論，讓大家一起決定，否則很容易讓人迷惑。

另外，如果要給某個類添加擴(kuò)展方法，一定要先認(rèn)真思考一個問題：“這個方法的邏輯是不是在這個類的職責(zé)范圍內(nèi)，是否有摻雜業(yè)務(wù)自定義邏輯”。例如下面這個方法（判斷給定的字符串是不是一個合法的參數(shù)）：

很明顯，isValidParam 不是 String 這個類的職責(zé)范圍，應(yīng)該把 isValidParam 繼續(xù)放在 XxxBizUtils 里面。當(dāng)然，如果你把方法名改成 isNotBlankAndNotEqualsIgnoreCaseNullLiteral，那是可以的 :) —— 不過勸你別這么做，容易被打。

以上就是詳解Java 缺失的特性擴(kuò)展方法的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java 缺失特性擴(kuò)展方法的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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