本文介绍了如何使用 Builder 模式来解决函数参数类型不确定的问题。Builder 模式允许我们在构建对象时，逐步设置对象的属性，从而避免了创建大量重载方法或使用复杂的条件判断。
Builder 模式详解
Builder 模式是一种创建型设计模式，它将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。Builder 模式通常包含以下几个角色：
- Builder（抽象建造者）： 定义了构建对象的抽象方法，通常包含设置对象各个属性的方法。
- ConcreteBuilder（具体建造者）： 实现了 Builder 接口，负责具体对象的构建过程。
- Director（指挥者）： 负责安排构建过程，调用 Builder 的方法来构建对象。
- Product（产品）： 表示被构建的复杂对象。
示例代码：使用 Builder 模式构建 Range 函数
以下代码示例展示了如何使用 Builder 模式来构建一个 Range 函数，该函数接受 scale、min 和 max 三个参数，每个参数既可以是 double 类型的数值，也可以是接受 PVector 类型参数并返回 Double 类型的函数。
import processing.core.PVector;
import java.io.IOException;
import java.util.List;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Stream;
import static processing.core.PApplet.map;
import static processing.core.PApplet.noise;
public class RangeBuilderExample {
public static void main(String... args) throws IOException {
List<PVector> pvs = List.of(new PVector(0, 0));
Stream<Double> s = pvs.stream().map(new RangeBuilder().scale(.02)
.min(0)
.max(255)
.build());
Stream<Double> s2 = pvs.stream().map(new RangeBuilder().scale(new RangeBuilder().scale(.02)
.min(.1)
.max(.002)
.build())
.min(0)
.max(255)
.build());
}
public static final class RangeBuilder {
private Function<PVector, Double> scale;
private Function<PVector, Double> min;
private Function<PVector, Double> max;
public RangeBuilder scale(Function<PVector, Double> scale) {
this.scale = scale;
return this;
}
public RangeBuilder scale(double scale) {
return scale(in -> scale);
}
public RangeBuilder min(Function<PVector, Double> min) {
this.min = min;
return this;
}
public RangeBuilder min(double min) {
return min(in -> min);
}
public RangeBuilder max(Function<PVector, Double> max) {
this.max = max;
return this;
}
public RangeBuilder max(double scale) {
return scale(in -> scale);
}
public Function<PVector, Double> build() {
return pv -> map(noise(pv.x * scale.apply(pv), pv.y * scale.apply(pv)), 0, 1, min.apply(pv), max.apply(pv));
}
}
}代码解释：
- RangeBuilder 类: 这是具体的 Builder 类，它包含了 scale、min 和 max 三个 Function<PVector, Double> 类型的属性，用于存储构建 Range 函数所需的参数。
- scale(Function<PVector, Double> scale)、min(Function<PVector, Double> min)、max(Function<PVector, Double> max) 方法: 这些方法用于设置 scale、min 和 max 属性的值，它们接受 Function<PVector, Double> 类型的参数。
- scale(double scale)、min(double min)、max(double scale) 方法: 这些方法是重载方法，用于设置 scale、min 和 max 属性的值，它们接受 double 类型的参数。在这些方法内部，我们将 double 类型的参数转换为 Function<PVector, Double> 类型，并调用对应的 scale(Function<PVector, Double> scale)、min(Function<PVector, Double> min)、max(Function<PVector, Double> max) 方法。
- build() 方法: 该方法负责构建 Range 函数，它将 scale、min 和 max 属性的值传递给 map 函数，并返回一个 Function<PVector, Double> 类型的函数。
使用示例：
在 main 方法中，我们首先创建了一个 List<PVector> 类型的列表 pvs，其中包含一个 PVector 对象。然后，我们使用 RangeBuilder 类来构建两个 Range 函数 s 和 s2。
- s 函数的 scale 参数设置为 0.02，min 参数设置为 0，max 参数设置为 255。
- s2 函数的 scale 参数设置为另一个 Range 函数，该函数的 scale 参数设置为 0.02，min 参数设置为 0.1，max 参数设置为 0.002，min 参数设置为 0，max 参数设置为 255。
最后，我们使用 pvs.stream().map() 方法将 s 和 s2 函数应用于 pvs 列表中的每个 PVector 对象，并将结果存储在 Stream<Double> 类型的流中。
注意事项
- 在 Builder 模式中，Builder 类通常被定义为静态内部类，以便更好地封装构建过程。
- Builder 模式可以与其他设计模式结合使用，例如，可以将 Builder 模式与工厂模式结合使用，以创建更复杂的对象。
- 在示例代码中，我们使用了 double 类型来代替 float 类型，这是因为 double 是浮点数的默认类型。
总结
Builder 模式是一种非常有用的设计模式，它可以帮助我们构建复杂的对象，并提高代码的可读性和可维护性。在函数参数类型不确定的场景中，使用 Builder 模式可以避免创建大量重载方法或使用复杂的条件判断，从而使代码更加简洁易懂。 通过使用 Builder 模式，我们可以更加灵活地处理动态参数类型，并构建出更加强大的函数。
