Java 21 中的未命名模式與變數
1. 概述
Java 21 SE 的發布引入了一項令人興奮的預覽功能：未命名模式和變數 ( JEP 443 )。當副作用是我們唯一關心的問題時，這個新增功能使我們能夠減少樣板程式碼。
未命名模式是 Java 19 中的記錄模式和 Switch 模式匹配的改進。我們也應該熟悉 Java 14 中作為預覽引入的記錄功能。
在本教程中，我們將深入研究如何使用這些新功能來提高程式碼品質和可讀性。
2. 目的
通常，在處理複雜物件時，我們不需要它們始終保存的所有資料。理想情況下，我們只從物件接收我們需要的東西，但這種情況很少發生。大多數時候，我們最終都會使用我們所得到的一小部分。
這樣的例子在 OOP 中隨處可見，單一職責原則證明了這一點。未命名的模式和變數功能是 Java 在較小規模上解決這個問題的最新嘗試。
由於這是預覽功能，我們必須確保啟用它。在 Maven 中，這是透過修改編譯器插件配置以包含以下編譯器參數來完成的：
<compilerArgs>
<arg>--enable-preview</arg>
</compilerArgs>3. 未命名變數
雖然對 Java 來說是個新功能，但此功能在 Python 和 Go 等其他語言中很受歡迎。由於 Go 並不完全是物件導向的，因此 Java 在 OOP 領域率先引入了這項特性。
當我們只關心操作的副作用時，使用未命名變數。可以根據需要多次定義它們，但以後不能引用它們。
3.1.增強型 For 循環
首先，假設我們有一個簡單的Car記錄：
public record Car(String name) {}然後，我們需要迭代cars集合來計算所有汽車的數量並執行一些其他業務邏輯：
for (var car : cars) {
total++;
if (total > limit) {
// side effect
}
}雖然我們需要檢查汽車集合中的每個元素，但我們不需要使用它。命名變數會使程式碼更難閱讀，所以讓我們嘗試一下新功能：
for (var _ : cars) {
total++;
if (total > limit) {
// side effect
}
}這讓維修人員清楚知道這輛車沒有被使用過。當然，這也可以與基本的 for 迴圈一起使用：
for (int i = 0, _ = sendOneTimeNotification(); i < cars.size(); i++) {
// Notify car
}但請注意， sendOneTimeNotification()只被呼叫一次。該方法還必須傳回與第一次初始化相同的類型（在我們的例子中為i ）。
3.2.賦值語句
我們也可以將未命名變數與賦值語句一起使用。當我們既需要函數的副作用又需要一些回傳值（但不是全部）時，這是最有用的。
假設我們需要一個方法來刪除佇列中的前三個元素並傳回第一個：
static Car removeThreeCarsAndReturnFirstRemoved(Queue<Car> cars) {
var car = cars.poll();
var _ = cars.poll();
var _ = cars.poll();
return car;
}正如我們在上面的範例中看到的，我們可以在同一個區塊中使用多個賦值。我們也可以忽略poll()呼叫的結果，但這樣，它的可讀性更強。
3.3. Try-Catch 區塊
未命名變數最有用的功能可能以未命名 catch 區塊的形式出現。很多時候，我們想要處理異常，但其實不需要知道異常包含什麼。
有了未命名的變量，我們就不用再擔心了：
try {
someOperationThatFails(car);
} catch (IllegalStateException _) {
System.out.println("Got an illegal state exception for: " + car.name());
} catch (RuntimeException _) {
System.out.println("Got a runtime exception!");
}它們也適用於同一捕獲中的多種異常類型：
catch (IllegalStateException | NumberFormatException _) { }3.4.嘗試資源
雖然遇到的情況比try-catch少，但try-with語法也從中受益。例如，在使用資料庫時，我們通常不需要事務物件。
為了更好地了解這一點，我們首先創建一個模擬交易：
class Transaction implements AutoCloseable {
@Override
public void close() {
System.out.println("Closed!");
}
}讓我們看看這是如何運作的：
static void obtainTransactionAndUpdateCar(Car car) {
try (var _ = new Transaction()) {
updateCar(car);
}
}當然，還有多項作業：
try (var _ = new Transaction(); var _ = new FileInputStream("/some/file"))3.5.拉姆達參數
從本質上講，Lambda 函數提供了一種重複使用程式碼的好方法。很自然，透過提供這種靈活性，我們最終不得不解決我們不感興趣的案例。
一個很好的例子是Map介面中的computeIfAbsent()方法。它檢查映射中是否存在值或根據函數計算新值。
雖然很有用，但我們通常不需要 lambda 參數。它與傳遞給初始方法的金鑰相同：
static Map<String, List<Car>> getCarsByFirstLetter(List<Car> cars) {
Map<String, List<Car>> carMap = new HashMap<>();
cars.forEach(car ->
carMap.computeIfAbsent(car.name().substring(0, 1), _ -> new ArrayList<>()).add(car)
);
return carMap;
}這適用於多個 lambda 和多個 lambda 參數：
map.forEach((_, _) -> System.out.println("Works!"));4. 未命名模式
引入未命名模式作為記錄模式匹配的增強。他們解決了一個非常明顯的問題：我們通常不需要解構records中的每個欄位。
為了探討這個主題，我們先加入一個名為Engine的類別：
abstract class Engine { }發動機可以是燃氣發動機、電動發動機或混合動力發動機：
class GasEngine extends Engine { }
class ElectricEngine extends Engine { }
class HybridEngine extends Engine { }最後，讓我們擴展Car以支援參數化類型，以便我們可以根據引擎類型重複使用它。我們還將新增一個名為color的新欄位：
public record Car<T extends Engine>(String name, String color, T engine) { }4.1. instanceof
當使用模式解構記錄時，未命名模式使我們能夠忽略不需要的欄位。
假設我們得到一個物體，如果它是一輛汽車，我們想要得到它的顏色：
static String getObjectsColor(Object object) {
if (object instanceof Car(String name, String color, Engine engine)) {
return color;
}
return "No color!";
}雖然這有效，但很難閱讀，而且我們正在定義不需要的變數。讓我們看看未命名模式的外觀如何：
static String getObjectsColorWithUnnamedPattern(Object object) {
if (object instanceof Car(_, String color, _)) {
return color;
}
return "No color!";
}現在很明顯我們只需要汽車的color 。
這也適用於簡單的instanceof定義，但不太有用：
if (car instanceof Car<?> _) { }4.2.切換模式
使用 switch 模式解構也允許我們忽略欄位：
static String getObjectsColorWithSwitchAndUnnamedPattern(Object object) {
return switch (object) {
case Car(_, String color, _) -> color;
default -> "No color!";
};
}除此之外，我們還可以處理參數化的情況。例如，我們可以在不同的switch情況下處理不同的engine類型：
return switch (car) {
case Car(_, _, GasEngine _) -> "gas";
case Car(_, _, ElectricEngine _) -> "electric";
case Car(_, _, HybridEngine _) -> "hybrid";
default -> "none";
};我們也可以更輕鬆地將箱子與防護裝置配對：
return switch (car) {
case Car(_, _, GasEngine _), Car(_, _, ElectricEngine _) when someVariable == someValue -> "not hybrid";
case Car(_, _, HybridEngine _) -> "hybrid";
default -> "none";
};5。結論
未命名的模式和變數是解決單一職責原則的一個很好的補充。對於 Java 8 之前的版本來說，這是一個重大更改，但更高版本不受影響，因為不允許命名變數_ 。
該功能透過減少樣板程式碼和提高可讀性，同時使一切看起來更簡單，將它踢出了公園。
與往常一樣，可以在 GitHub 上找到程式碼。