Java缺失的特性扩展方法是什么

今天小编给大家分享一下Java缺失的特性扩展方法是什么的相关知识点，内容详细，逻辑清晰，相信大部分人都还太了解这方面的知识，所以分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后有所收获，下面我们一起来了解一下吧。

什么是扩展方法

扩展方法，就是能够向现有类型直接“添加”方法，而无需创建新的派生类型、重新编译或以其他方式修改现有类型。调用扩展方法的时候，与调用在类型中实际定义的方法相比没有明显的差异。

为什么需要扩展方法

考虑要实现这样的功能：从 Redis 取出包含多个商品ID的字符串后（每个商品ID使用英文逗号分隔），先对商品ID进行去重（并能够维持元素的顺序），最后再使用英文逗号将各个商品ID进行连接。

传统写法：

使用 Stream 写法：

假设在 Java 中能实现扩展方法，并且我们为数组添加了扩展方法 toList（将数组变为 List），为 List 添加了扩展方法 toSet（将 List 变为 LinkedHashSet），为 Collection 添加了扩展方法 join（将集合中元素的字符串形式使用给定的连接符进行连接），那我们将可以这样写代码：

相信此刻你已经有了为什么需要扩展方法的答案：

可以对现有的类库，进行直接增强，而不是使用工具类

相比使用工具类，使用类型本身的方法写代码更流畅更舒适

代码更容易阅读，因为是链式调用，而不是用静态方法套娃

在 Java 中怎么实现扩展方法

我们先来问问最近大火的 ChatGPT：

好吧，ChatGPT 认为 Java 里面的扩展方法就是通过工具类提供的静态方法 :)。所以接下来我将介绍一种全新的黑科技：

Manifold

准备条件

Manifold 的原理和 Lombok 是类似的，也是在编译期间通过注解处理器进行处理。所以要在 IDEA 中正确使用 Manifold，需要安装 Manifold IDEA 的插件：

然后再在项目 pom 的 maven-compiler-plugin 中加入 annotationProcessorPaths：

如果你的项目中使用了 Lombok，需要把 Lombok 也加入 annotationProcessorPaths：

编写扩展方法

JDK 中，String 的 split 方法，使用的是字符串作为参数，即 String[] split(String)。我们现在来为 String 添加一个扩展方法 String[] split(char)：按给定的字符进行分割。

基于 Manifold，编写扩展方法：

可以发现本质上还是工具类的静态方法，但是有一些要求：

工具类需要使用 Manifold 的 @Extension 注解

静态方法中，目标类型的参数，需要使用 @This 注解

工具类所在的包名，需要以 extensions.目标类型全限定类名 结尾

—— 用过 C# 的同学应该会会心一笑，这就是模仿的 C# 的扩展方法。

关于第 3 点，之所以有这个要求，是因为 Manifold 希望能快速找到项目中的扩展方法，避免对项目中所有的类进行注解扫描，提升处理的效率。

具备了扩展方法的能力，现在我们就可以这样调用了：

Amazing！而且你可以发现，System.out.println(numStrs.toString()) 打印的居然是数组对象的字符串形式 —— 而不是数组对象的地址。查看反编译后的 App.class，发现是将扩展方法的调用，替换为静态方法调用：

而数组的 toString 方法，使用的是 Manifold 为数组定义的扩展方法 ManArrayExt.toString(@This Object array)：

[Ljava.lang.String;@511d50c0 什么的，Goodbye，再也不见~

因为是在编译期将扩展方法的调用替换为静态方法调用，所以使用 Manifold 的扩展方法，即使调用方法的对象是 null 也没有问题，因为处理后的代码是把 null 作为参数传递到对应的静态方法。比如我们对 Collection 进行扩展：

然后调用的时候：

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

数组扩展方法

我们看到 List<@Self(true) Object> 这样的写法：@Self 是用来表示被注解的值应该是什么类型，如果是 @Self，即 @Self(false)，表示被注解的值和 @This 注解的值是同一个类型；@Self(true) 则表示是数组中元素的类型。

对于对象数组，我们可以看到 toList 方法返回的就是对应的 List（T 为数组元素的类型）：

但如果是原始类型数组，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拥有 List 这么伟大的功能 &mdash;&mdash; 所以你只能用原生类型来接收这个返回值 :)

&mdash;&mdash; 许个愿，希望 Project Valhalla 早日 GA。

我们经常在各个项目中看到，大家先把某个对象包装成 Optional，然后进行 filter、map 等。通过 @Self 的类型映射，你可以这样为 Object 加入一个非常实用的办法：

那么任何对象，都将拥有 asOpt() 方法。

相比于之前的需要包装一下的不自然：

你现在可以自然而然的使用 Optional：

当然，Object 是所有的类的父类，这样做是否合适，还是需要谨慎的思考一下。

扩展静态方法

我们都知道 Java9 给集合添加了工厂方法：

是不是很眼馋？因为如果用的不是 Java9 及以上版本（Java8：直接报我身份证就行），你就得用 Guava 之类的库 &mdash;&mdash; 然而 ImmutableList.of 用起来终究是比不上 List.of 这样的正统来的自然。

没关系，Manifold 说：“无所谓，我会出手”。基于 Manifold 扩展静态方法，就是在扩展类的静态方法上，也加上 @Extension：

然后你就可以欺骗自己已经用上了 Java8 之后的版本 &mdash;&mdash; 你发任你发，我用 Java8。

BTW，因为 Object 是所有类的父类，如果你给 Object 添加静态扩展方法，那么意味着你可以在任何地方直接访问到这个静态方法，而不需要 import &mdash;&mdash; 恭喜你，解锁了 “顶级函数”。

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