1. 概述
Java 21 SE的发布引入了一项令人兴奋的预览功能：未命名模式和变量(JEP 443)。当副作用是我们唯一关心的问题时，这个新增功能使我们能够减少样板代码。
未命名模式是对Java 19中的记录模式和Switch模式匹配的改进，我们还应该熟悉Java 14中作为预览引入的记录功能。
在本教程中，我们将深入探讨如何使用这些新功能来提高代码质量和可读性。
2. 目的
通常，在处理复杂对象时，我们不需要它们始终保存的所有数据。理想情况下，我们只从对象接收我们需要的东西，但这种情况很少发生。大多数时候，我们最终只使用了我们得到的一小部分。
这样的例子在OOP中随处可见，单一职责原则证明了这一点。未命名的模式和变量功能是Java在较小规模上解决这个问题的最新尝试。
由于这是预览功能，我们必须确保启用它。在Maven中，这是通过修改编译器插件配置以包含以下编译器参数来完成的：
<compilerArgs>
<arg>--enable-preview</arg>
</compilerArgs>
3. 未命名变量
虽然对于Java来说是个新功能，但此功能在Python和Go等其他语言中很受欢迎。由于Go并不完全是面向对象的，因此Java在OOP领域率先引入了这一特性。
当我们只关心操作的副作用时，使用未命名变量。可以根据需要多次定义它们，但以后不能引用它们。
3.1 增强For循环
首先，假设我们有一个简单的Car记录：
public record Car(String name) {}
然后，我们需要迭代cars集合来计算所有汽车的数量并执行一些其他业务逻辑：
for (var car : cars) {
total++;
if (total > limit) {
// side effect
}
}
虽然我们需要遍历cars集合中的每个元素，但我们不需要使用它。命名变量会使代码更难阅读，因此让我们尝试一下新功能：
for (var _ : cars) {
total++;
if (total > limit) {
// side effect
}
}
这让维护人员清楚地知道这个car没有被使用过。当然，这也可以与基本的for循环一起使用：
for (int i = 0, _ = sendOneTimeNotification(); i < cars.size(); i++) {
// Notify car
}
但请注意，sendOneTimeNotification()仅被调用一次。该方法还必须返回与第一次初始化相同的类型(在我们的例子中为i)。
3.2 赋值语句
我们还可以将未命名变量与赋值语句一起使用，当我们既需要函数的副作用又需要一些返回值(但不是全部)时，这是最有用的。
假设我们需要一个方法来删除队列中的前三个元素并返回第一个：
static Car removeThreeCarsAndReturnFirstRemoved(Queue<Car> cars) {
var car = cars.poll();
var _ = cars.poll();
var _ = cars.poll();
return car;
}
正如我们在上面的示例中看到的，我们可以在同一个块中使用多个赋值。我们也可以忽略poll()调用的结果，但这样，它的可读性更强。
3.3 Try-Catch块
未命名变量最有用的功能可能以未命名catch块的形式出现。很多时候，我们想要处理异常，但实际上不需要知道异常包含什么。
有了未命名的变量，我们就不用再担心了：
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!");
}
它们也适用于同一catch中的多种异常类型：
catch (IllegalStateException | NumberFormatException _) { }
3.4 Try-With-Resources
虽然遇到的情况比try-catch少，但try-with-resources语法也从中受益。例如，在使用数据库时，我们通常不需要事务对象。
为了更好地了解这一点，我们首先创建一个模拟Transaction：
class Transaction implements AutoCloseable {
@Override
public void close() {
System.out.println("Closed!");
}
}
让我们看看这是如何工作的：
static void obtainTransactionAndUpdateCar(Car car) {
try (var _ = new Transaction()) {
updateCar(car);
}
}
当然，多个资源也可以：
try (var _ = new Transaction(); var _ = new FileInputStream("/some/file"))
3.5 Lambda参数
从本质上讲，Lambda函数提供了一种重用代码的好方法。很自然，通过提供这种灵活性，我们最终不得不解决我们不感兴趣的案例。
一个很好的例子是Map接口中的computeIfAbsent()方法，它检查Map中是否存在值或根据函数计算新值。
虽然很有用，但我们通常不需要Lambda参数。它与传递给初始方法的key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;
}
这适用于多个Lambda和多个Lambda参数：
map.forEach((_, _) -> System.out.println("Works!"));
4. 未命名模式
引入未命名模式作为记录模式匹配的增强，他们解决了一个非常明显的问题：我们通常不需要解构记录中的每个字段。
为了探讨这个主题，让我们首先添加一个名为Engine的类：
abstract class Engine { }
发动机可以是燃气发动机、电动发动机或混合动力发动机：
class GasEngine extends Engine {
}
class ElectricEngine extends Engine {
}
class HybridEngine extends Engine {
}
最后，让我们扩展Car以支持参数化类型，以便我们可以根据引擎类型重用它。我们还将添加一个名为color的新字段：
public record Car<T extends Engine>(String name, String color, T engine) {
}
4.1 实例化
当使用模式解构记录时，未命名模式使我们能够忽略不需要的字段。
假设我们得到一个Object，如果它是一辆汽车，我们想要获取它的颜色：
static String getObjectsColor(Object object) {
if (object instanceof Car(String name, String color, Engine engine)) {
return color;
}
return "No color!";
}
虽然这可行，但很难阅读，而且我们正在定义不需要的变量。让我们看看这在未命名的模式中是什么样子的：
static String getObjectsColorWithUnnamedPattern(Object object) {
if (object instanceof Car(_, String color, _)) {
return color;
}
return "No color!";
}
现在的代码意图很明显，即只需要汽车的颜色。
这也适用于简单的instanceof定义，但不太有用：
if (car instanceof Car<?> _) { }
4.2 Switch模式
使用switch模式解构还允许我们忽略字段：
static String getObjectsColorWithSwitchAndUnnamedPattern(Object object) {
return switch (object) {
case Car(_, String color, _) -> color;
default -> "No color!";
};
}
除此之外，我们还可以处理参数化的情况。例如，我们可以在不同的switch情况下处理不同的引擎类型：
return switch (car) {
case Car(_, _, GasEngine _) -> "gas";
case Car(_, _, ElectricEngine _) -> "electric";
case Car(_, _, HybridEngine _) -> "hybrid";
default -> "none";
};
我们还可以更轻松地实现多配对：
return switch (car) {
case Car(_, _, GasEngine _), Car(_, _, ElectricEngine _) when someVariable == someValue -> "not hybrid";
case Car(_, _, HybridEngine _) -> "hybrid";
default -> "none";
};
5. 总结
未命名的模式和变量是解决单一职责原则的一个很好的补充。对于Java 8之前的版本来说，这是一个重大更改，但更高版本不受影响，因为不允许命名变量_。
该功能通过减少样板代码和提高可读性，同时使一切看起来更简单。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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