构建灵活的函数：使用 Builder 模式处理函数或浮点数参数-java教程-PHP中文网

构建灵活的函数：使用 Builder 模式处理函数或浮点数参数

霞舞

发布： 2025-08-19 17:08:01

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构建灵活的函数：使用 builder 模式处理函数或浮点数参数

使用 Builder 模式处理函数或浮点数参数

在编写需要灵活配置参数的函数时，我们经常会遇到这样的需求：某些参数既可以接受一个具体的数值，也可以接受一个函数，该函数根据输入动态地计算出数值。如果直接使用方法重载，会导致大量的重复代码，难以维护。本文将介绍如何使用 Builder 模式来解决这个问题，提供一种更优雅、更灵活的解决方案。

Builder 模式简介

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。简单来说，Builder 模式允许我们一步一步地构建一个对象，而不是一次性地将所有参数传递给构造函数。这在参数数量较多，且部分参数可选的情况下非常有用。

实现 RangeBuilder

假设我们需要创建一个 RangeBuilder 类，用于生成一个函数，该函数接受一个 PVector 对象作为输入，并返回一个 Double 值。该函数的核心逻辑是根据输入的 PVector 对象，结合 scale、min 和 max 三个参数，计算出一个映射后的值。这三个参数都可以是 Double 类型的数值，也可以是一个 Function<PVector, Double> 函数。

下面是 RangeBuilder 类的代码实现：

import java.util.List;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Stream;
import java.io.IOException;

class PVector {
    public double x;
    public double y;

    public PVector(double x, double y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

public 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 max(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));
    }

    // Mock noise and map functions for demonstration
    private double noise(double x, double y) {
        // Replace with your actual noise function implementation
        return (Math.sin(x) + Math.cos(y)) / 2.0; // Example noise function
    }

    private double map(double value, double start1, double stop1, double start2, double stop2) {
        return start2 + (stop2 - start2) * ((value - start1) / (stop1 - start1));
    }

    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());

        s.forEach(System.out::println);
        s2.forEach(System.out::println);

    }

}

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代码解释：

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成员变量： scale、min 和 max 都是 Function<PVector, Double> 类型的成员变量，用于存储对应的函数。
Builder 方法： scale(Function<PVector, Double> scale)、min(Function<PVector, Double> min) 和 max(Function<PVector, Double> max) 方法用于设置对应的函数。这些方法都返回 RangeBuilder 实例本身，以便链式调用。
重载方法： scale(double scale)、min(double min) 和 max(double scale) 方法是重载方法，用于直接设置数值。这些方法内部调用了对应的函数设置方法，并将数值包装成一个简单的 Lambda 表达式 in -> scale，从而将数值转换为函数。
build() 方法： build() 方法用于构建最终的函数。该方法返回一个 Function<PVector, Double> 对象，该对象内部使用了 scale、min 和 max 三个函数来计算最终的映射值。
main() 方法： main() 方法展示了如何使用 RangeBuilder 类来构建用于 Stream 的函数。通过链式调用 scale()、min() 和 max() 方法，可以灵活地配置参数。

使用示例

以下代码展示了如何使用 RangeBuilder 类来构建函数，并将其应用于 Stream：

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());

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在这个例子中，s 和 s2 都是 Stream<Double> 类型的 Stream。s 使用了固定的数值作为 scale、min 和 max 参数，而 s2 使用了一个嵌套的 RangeBuilder 来生成 scale 参数。

总结

使用 Builder 模式可以有效地解决函数参数既可以是数值，也可以是函数的问题。通过将数值包装成 Lambda 表达式，可以统一参数类型，避免代码重复。Builder 模式还提供了更灵活的 API 设计，使得我们可以一步一步地配置参数，从而提高代码的可读性和可维护性。在实际应用中，可以根据具体的需求，灵活地调整 Builder 类的实现方式，以满足不同的场景。

以上就是构建灵活的函数：使用 Builder 模式处理函数或浮点数参数的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！