理解方法链式调用
在java编程中，方法链式调用（method chaining）是一种常见的编程范式，它允许在同一行代码中连续调用多个方法。这种模式通常用于构建器（builder）模式、流式api（fluent api）或对同一对象进行一系列操作的场景。其核心思想是，每个方法在执行其功能后，都返回当前对象实例，从而允许下一个方法直接作用于这个返回的对象。
考虑一个简单的自定义类num，它包含一个整型字段obj。我们希望创建一个方法addone()，它能将obj的值加1，并且能够以链式调用的方式使用，例如：new num(4).addone()。
最初的尝试可能如下所示：
public class num {
int obj;
public num(int input) {
this.obj = input;
}
// 错误的实现：没有返回值
public addone() {
this.obj = obj + 1;
}
public static void main(String[] args) {
// 编译错误：addone()没有返回值，不能进行链式调用或赋值
// num testcase = new num(4).addone();
// System.out.println("Hello World!");
}
}上述代码中的addone()方法没有指定返回类型，默认为void。这意味着在调用new num(4).addone()之后，addone()方法不返回任何对象，导致表达式无法继续链式调用，也无法将结果赋值给num类型的变量testcase，因此会产生编译错误。
实现对象状态修改与链式调用
要实现方法链式调用，关键在于修改对象状态的方法（如addone()）必须返回当前对象实例。在Java中，这通过关键字this来完成。this代表当前方法被调用的对象本身。
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将addone()方法修改为返回num类型，并返回this：
public class num {
int obj;
public num(int input) {
this.obj = input;
}
// 正确的实现：返回当前对象实例，允许链式调用
public num addone() {
this.obj = obj + 1; // 修改对象内部状态
return this; // 返回当前对象实例
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("演示方法链式调用:");
// 示例1：创建对象并链式调用修改方法，然后赋值
num testcase = new num(4).addone();
System.out.println("testcase.obj 的值为: " + testcase.obj); // 输出 5
// 示例2：连续链式调用多个修改方法（如果存在）
// num anotherCase = new num(10).addone().addanotherMethod(); // 假设有addanotherMethod()
// System.out.println("anotherCase.obj 的值为: " + anotherCase.obj);
// 示例3：直接在表达式中使用链式调用结果
System.out.println("直接链式调用结果: " + new num(9).addone().obj); // 输出 10
}
}在上述修正后的代码中，addone()方法被声明为返回num类型，并在修改obj的值后，通过return this;将当前num对象实例返回。这样，new num(4).addone()这个表达式的最终结果就是一个num类型的对象（其obj值为5），因此可以顺利地赋值给num testcase变量，或者继续调用该对象上的其他方法。
原理剖析
当执行new num(4).addone()时，其内部执行流程如下：
- new num(4)：首先创建一个num类的新实例，并调用其构造函数，将obj初始化为4。这个操作返回一个num对象。
- .addone()：紧接着，在步骤1返回的num对象上调用addone()方法。
- 在addone()方法内部，this.obj = obj + 1;将当前对象的obj值从4修改为5。
- return this;：addone()方法返回当前对象实例（也就是obj已经被修改为5的那个num对象）。
- 最终，整个表达式new num(4).addone()的求值结果就是那个obj值为5的num对象。这个结果可以被赋值给num类型的变量，或者在其上继续调用其他方法。
应用场景与注意事项
方法链式调用在Java中非常流行，尤其适用于以下场景：
- 构建器模式（Builder Pattern）：当一个类的构造函数参数过多或对象创建过程复杂时，可以使用构建器模式，通过一系列链式调用的withXxx()方法来设置对象的属性，最后通过build()方法创建最终对象。
- 配置对象：在配置框架或库时，通过链式调用设置各种参数。
- 流式API：如Java 8 Stream API，一系列操作（filter().map().collect()）都是链式调用的。
- 状态修改：如本例所示，对对象进行一系列修改操作。
注意事项：
- 返回类型一致性：所有参与链式调用的方法都必须返回当前对象实例（this），否则链条会中断。
- 可读性：虽然链式调用可以使代码更简洁，但过长的链条可能会降低代码的可读性。应在简洁和可读性之间找到平衡。
- 不可变对象：如果你的目标是创建不可变对象（Immutable Object），那么修改方法不应该返回this，而应该返回一个新的对象实例，其中包含修改后的状态。本教程的示例是针对可变对象（Mutable Object）的。
总结
通过让修改对象状态的方法返回当前对象实例（this），我们可以轻松地在Java中实现方法链式调用。这种模式不仅使代码更加紧凑和富有表现力，还能够提高开发效率和代码的可读性，是设计流畅API的关键技术之一。理解并恰当运用return this;是掌握Java面向对象编程中方法链式调用的重要一步。
