类是在Java中实例化大量子类的最有效方法？

Question

我正在从事一个项目，该项目需要使用大量扩展特定抽象类的类对象。手动实例化需要调用每个对象的单个构造函数，这开始污染我的客户机类

该项目的原始代码太长，无法在此网站上发布，因此我有一个简化的示例：

假设有一个名为Letter的抽象类：

public abstract class Letter{
    String letter;
}

以及26个扩展信函摘要类的单个信函类：

public class A extends Letter{
    this.letter = "A";
}

public class B extends Letter{
    this.letter = "B";
}
... and so on

这就是我寻求帮助的地方-有一个名为Alphabet的客户端类：

public class Alphabet{
    public List<Letter> getLetters(){
        List<Letter> letters = new ArrayList<>();
        A a = new A();
        B b = new B();
        C c = new C();
        list.add(a);
        list.add(b);
        list.add(c);
        ...the list goes on

        return letters;
    }
}

如您所见，手动实例化每个字母并不理想。我正在寻找一种在运行时动态创建类对象列表的方法

也许与此类似：

public class Alphabet{
    public List<Letter> getLetters(){
        List<Letter> letters = getAllClassesExtending(Letter.class);
        return letters;
        //list would then contain A,B,C,D,E,F,G, etc.
    }
}

我最终希望能够创建一个新类，并将其自动添加到客户端类中的对象列表中，而无需修改客户端类（例如，我不希望显式引用客户端类中的每个字母类）

Answer 1

这听起来像是enum的典型用例。一个enum的常量可以有一个带有代码的类主体，重写基类型的方法，甚至可以声明新字段

获取所有子类型的实例的任务意味着一组封闭的子类型，它与enum类型的行为相匹配

public enum Letter {
    A {
        @Override
        public boolean isVowel() {
            return true;
        }
    },
    B, C, D,
    E {
        @Override
        public boolean isVowel() {
            return true;
        }
    },
    F, G, H,
    I {
        @Override
        public boolean isVowel() {
            return true;
        }
    }, J, K, L, M, N,
    O {
        @Override
        public boolean isVowel() {
            return true;
        }
    }, P, Q, R, S, T,
    U {
        @Override
        public boolean isVowel() {
            return true;
        }
    }, V, W, X, Y, Z;
    ;
    String letter = name();

    public static List<Letter> getLetters() {
        return Arrays.asList(values());
    }

    public boolean isVowel() {
        return false;
    }
}

这表明重写方法是可能的，而且获取所有实例（作为数组）的方法也是免费的。此外，名称在本质上是指定的，没有冗余

如果您想拥有一组开放的子类，以便在编译代码后进行潜在的扩展，那么应该查看Service Provider concept和^{}类。该机制不会自动查找子类，而只查找那些在META-INF中的文件中或通过模块声明声明声明为服务提供者的子类，另一方面，它为您提供了一个健壮的、已建立的解决方案，该解决方案将由Java开发人员维护，甚至与平台一起发展，喜欢融入新的模块概念

Answer 2

您可以使用Reflections库在运行时查找类，例如，如果所有类都位于com.letters包下并且没有参数构造函数：

public List<? extends Letter> getLetters(){
  Reflections reflections = new Reflections("com.letters");
  Set<Class<? extends Letter>> classes = reflections.getSubTypesOf(Letter.class);
  return classes.stream()
        .map(clazz -> {
            try {
                return clazz.newInstance();
            } catch (InstantiationException | IllegalAccessException ex) {
                throw new RuntimeException(ex);
            }
        })
        .collect(Collectors.toList());
}

这不是查找类的最有效方法，如果此代码位于关键路径上，则可能需要缓存结果