管道设计模式实现

oop design-patterns java design-principles

2022-09-01 00:05:03

这是一个关于管道实现的设计问题。以下是我幼稚的实现。

管道中各个步骤/阶段的接口：

public interface Step<T, U> {
    public U execute(T input);
}

管道中步骤/阶段的具体实现：

public class StepOne implements Step<Integer, Integer> {
    @Override
    public Integer execute(Integer input) {
        return input + 100;
    }
}

public class StepTwo implements Step<Integer, Integer> {
    @Override
    public Integer execute(Integer input) {
        return input + 500;
    }
}

public class StepThree implements Step<Integer, String> {
    @Override
    public String execute(Integer input) {
        return "The final amount is " + input;
    }
}

管道类将保存/注册管道中的步骤，并一个接一个地执行它们：

public class Pipeline {
    private List<Step> pipelineSteps = new ArrayList<>();
    private Object firstStepInput = 100;

    public void addStep(Step step) {
        pipelineSteps.add(step);
    }

    public void execute() {
        for (Step step : pipelineSteps) {
            Object out = step.execute(firstStepInput);
            firstStepInput = out;
        }
   }
}

执行管道的潜水员程序：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Pipeline pipeline = new Pipeline();
        pipeline.addStep(new StepOne());
        pipeline.addStep(new StepTwo());
        pipeline.addStep(new StepThree());

        pipeline.execute();
    } 
}

但是，正如您所看到的，朴素的实现有许多局限性。

其中一个主要问题是，由于要求是每个步骤的输出可以是任何类型的，因此朴素实现不是类型安全的（Pipeline类中的执行方法）。如果我碰巧错误地连接了管道中的步骤，则应用将失败。

任何人都可以通过添加我编码的内容来帮助我设计解决方案，或者指出我已经存在的模式来解决这个问题吗？

答案 1

为什么需要额外的课程？我认为你可以删除中间人。这将使你的 api 更简单，例如：Pipeline

Step<Integer, String> source = Step.of(Object::toString);
Step<Integer, Integer> toHex = source.pipe(it -> Integer.parseInt(it, 16));

toHex.execute(11/*0x11*/);// return 17;

你可以简单地在java-8中实现你的管道模式，如下所示：

interface Step<I, O> {

    O execute(I value);

    default <R> Step<I, R> pipe(Step<O, R> source) {
        return value -> source.execute(execute(value));
    }

    static <I, O> Step<I, O> of(Step<I, O> source) {
        return source;
    }
}

在以前的java版本中，您可以使用抽象类来代替：

abstract static class Step<I, O> {

    public abstract O execute(I value);

    public <R> Step<I, R> pipe(Step<O, R> source) {
        return new Step<I, R>() {
            @Override
            public R execute(I value) {
                return source.execute(Step.this.execute(value));
            }
        };
    }

    public static <I, O> Step<I, O> of(Step<I, O> source) {
        return source;
    }
}

答案 2

我会专注于

如果我碰巧错误地连接了管道中的步骤，则应用将失败。

是的，这是一个问题。是这里的陌生人。我不认为一个简单的模式可能会有所帮助，我确实认为它必须是战略和构建者模式的结合。例如：StepThree

Pipeline<Integer,Integer> intPipe = new Pipeline<>();
intPipe = intPipe.add(new StepOne()); // increment 100
intPipe = intPipe.add(new StepTwo()); // increment 500
Pipeline<String, Integer> strPipe = intPipe.add(new StepThree()); // convert

Whereat Pipeline是这样的：

public static class Pipeline<IN, OUT> {
   //...
   public<A> Pipeline<OUT,A> add(Step<IN,A> step) {
     pipelineSteps.add(step);
     return (Pipeline<OUT,A>)this;
   }
}

使用快速生成器语法，这可能有效：

Pipeline<String, Integer> pipe = new Pipeline<Integer, Integer>()
    .add(new StepOne()).add(new StepTwo()).add(new StepThree());

这应该有效，因为泛型不是字节码的一部分。