如何使用具有不可变结果和扩展接口的fluent接口实现构建器模式？

Question

我想实现一个具有流畅界面的构建器。

要求

为了使事情变得更加困难，还有两个额外的要求：

1. 我希望返回的对象是不可变的，以便可以按如下方式使用，接口应该在派生接口中可扩展：

   ConcreteBuilder b1 = builder().setValue(1);
   ConcreteBuilder b2 = b1.setValue(2);
   
   ComplexObject o1 = b1.build();
   o1.getValue(); // should return 1
   
   ComplexObject o2 = b2.build();
   o2.getValue(); // should return 2
   

   首先讨论一个问题：构建器是否应该是不可变的，以便它具有以上语义？ （Jonathan）

中的How to create an immutable builder of an immutable class that contains a set?对其进行了简要评论

2. 构建器界面应该是可扩展的：

   interface Builder<T extends Builder<T>> {
        T setValue(int v);
   }
   
   interfacte BuilderEx<T extends BuilderEx<T>> {
        T someOtherOpp();
   }
   

   （它使用Eamonn McManus所描述的自引用泛型 ¹ ）

实施

为了满足第一个要求，AbstractBuilder的实现类似于How to create an immutable builder of an immutable class that contains a set?中的实现：

class AbstractBuilder<T extends Builder<T>> implements Builder<T> {
    T setValue(final int v) {
        return castToConcrete(new AbstractBuilder<T>() {
            // with build() overridden to use v
        }
    }
}

castToConcrete应与self() ¹ 和getThis() ² 类似：转换为Builder<T>至ConcreteBuilder或ConcreteBuilderEx取决于T。问题是如何实施castToConcrete

由于构建器方法创建新实例，因此覆盖getThis中ConcreteBuilder的方法不起作用。使用提供给AbstractBuilder的构造函数并存储在字段中的“functor” ³ 可以将Builder<T>转换为T。添加以下字段（它使用Guava库 ³ 到AbstractBuilder：

Function<Builder<T>, T> castToConcrete;

问题

我目前对castToConcrete的实施变得相当丑陋：

1. 它是if-else
上的instanceof树
2. 当input instanceof Builder而不是input instanceof BuilderEx需要在BuilderEx中定义所有方法的包装类时，将Builder中的方法转发到input并执行其他人的默认或无操作。
3. 当input instanceof BuilderEx将输入转换为ConcreteBuilderEx时，即使input可能不是ConcreteBuilderEx的实际实例，而是AbstractBuilderEx的匿名子类的实例1}}（希望这有效。） [由OP编辑]不起作用：我们需要为每个接口提供一个包装器[/ edit]

有什么更好/更清洁的方法呢？

Answer 1

干净的方法是不使用AbstractBuilder，而是为您需要构建的每种类型创建一个特定的构建器。通过使构建器方法可读并根据您要构建的对象进行自定义，您可以获得流畅的界面。如果您需要创建大量构建器，则可以使用代码生成，但这些方法的设计不会很好。