构造 java 类以避免 instanceOf

Question

我正在尝试在 java 中创建一个应用程序，以加载和配置一系列不同的 GLSL 着色器。 目前我有类似下面的东西，但最终可能会有更多（30+）更多类似的类 - 每个加载一个单独的着色器。

理想情况下，我希望能够将着色器类放在一个列表中，并将它们链接到 GUI，以便可以检索和更新着色器参数。 除了相同的通用逻辑（加载 GLSL 文件并返回 PShader）之外，每个 class 的变量（和 getter/setter）可能完全不同（例如，我想使用的一些 GLSL 着色器没有变量，而其他可能有一个或多个变量 - float、boolean、int 等）。

我可以有某种基本的 class，并扩展 class 以处理不同的变量，但这仍然可能导致我在某些时候不得不管理某种类型的检查/使用一堆 instanceOf 语句。 我正在努力了解如何在这里轻松应用多态性。 我研究了 java 反射，但这并没有让我走得太远，并且一直在研究不同的设计模式。

注意 - 这不是家庭作业。 这只是一个个人项目。 所以，我不担心必须由其他人维护的东西，但它激起了我对不同设计模式的兴趣，我想知道是否有更好的方法来构建它。

public class ChromaColor {

    private Shader shader;
    private float smoothing;

    public Chroma(){
        shader = loadShader("chroma.glsl");
        setSmoothing(0.1F);
    }

    public Chroma setSmoothing(float f) {
        if(shader != null) shader.set("smoothing", f);
        this.smoothing = f;
        return this;
    }

    public float getSmoothing() {
        return smoothing;
    }

    public Shader shader() {
        return shader;
    }

}

Answer 1

除了相同的通用逻辑（加载 GLSL 文件并返回 PShader）之外，每个 class 的变量（和 getter/setter）可能完全不同

……

我正在努力了解如何在这里轻松应用多态性。 我研究了 java 反射，但这并没有让我走得太远，并且一直在研究不同的设计模式。

您没有很多方法，因为您无法以统一的方式处理不同类的实例（获取和设置属性）。

您可以通过 class 定义一个渲染/处理 class 来处理。
优点：在编译时检查。
缺点：要编写很多重复的代码。

或者您使用反射来检索字段以在 GUI 中获取/设置。
优点：要编写的代码少得多。
缺点：编译时没有检查。
注 1）使用反射检索所有 getter/setter 可以检索您不想暴露给 GUI 的私有字段。
如果是这种情况，注释要包含或排除的字段可能是解决此问题的一种方法。
注意 2）如果您编写单元测试（可能是参数化测试）来检查要处理的不同类的实例的属性是否可以被 GUI 读/写，则可以减轻编译时不检查的缺陷。

Answer 2

使用java.util.Properties的实例作为配置Shader的唯一参数怎么样？ 还是另一种java.util.Map ？

当着色器都具有一组简单的共同参数时（有些是全部，有些没有，有些是选择），您可以为配置创建某种类型的 DSL，它检查每个参数值，并且每个着色器类型在列出哪些 arguments 对其有效。

这将允许您尽可能多地重用您的代码。 它还允许拥有 getter 和 setter。 看看java.time中的类，例如这看起来如何……

它可能看起来像这样：

public interface IChromaColors
{
  Set<Parameter> getParameters();

  void configure( Map<Parameter,Object> values );

  Object get( Parameter parameter );

  void set( Parameter parameter, Object value );
}

Parameter可能如下所示：

public interface Parameter<T>
{
  String getName();

  Class<T> getType();

  boolean validate( T value );
}

现在您的 class 可能如下所示：

public class ChromaColor implements IChromaColor
{
    private Map<Parameter,Object> m_Values;
    private Set<Parameter> m_ValidValues;
    private Shader shader;

    public Chroma( Map<Parameter,Object> values )
    {
        shader = loadShader("chroma.glsl");
        m_ValidValues = Set.of( SmoothingParameter );

        m_Values = values;
        if( !m_Values.contains( SmootingParameter ) ) 
        {
           m_Values.put( SmoothingParameter, Float.valueOf( 0.1F ) );
        }
        configure( m_Values );
    }

    public Chroma set( Parameter parameter, Object value
    {
        if( m_ValidValues.contains( parameter )
        {
           …
        }
        return this;
    }

    public Object get( Parameter parameter )
   {
        return m_Values.get( parameter );
    }

    public Shader shader() {
        return shader;
    }

}

这只是我想法的原始，非常原始的草稿！ 所以我省略了 generics Parameter的问题，接口可以优化（显着）。 但我希望你能明白我的意思。