(译)JavaPoet 官方教程
前言
JavaPoet 是一个用于生成 .Java 源文件的 Java API 。在执行注解处理或与元数据文件(例如,数据库模式、协议格式)交互等操作时,源文件生成可能很有用。通过生成代码,你可以消除样板代码,同时为元数据保留一个真实来源。
- Dependencies -
implementation 'com.squareup:javapoet:latest_release' - Website - JavaPoet: A Java API for generating .java source files.
例子
这是一个(无聊的) HelloWorld 类:
package com.example.helloworld;
public final class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, JavaPoet!");
}
}
然后这是由 JavaPoet 生成的(令人激动的)代码:
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC)
.returns(void.class)
.addParameter(String[].class, "args")
.addStatement("$T.out.println($S)", System.class, "Hello, JavaPoet!")
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
.addMethod(main)
.build();
JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
.build();
javaFile.writeTo(System.out);
为了声明 main 方法,我们创建了一个 MethodSpec “main” ,它配置了修饰符、返回类型、参数和代码语句。我们将 main 方法添加到 HelloWorld 类中,然后将其添加到 HelloWorld.java 文件中。
在本例中,我们将文件写入 System.out ,但我们也可以将其作为字符串(JavaFile.toString())获取,或者将其写入文件系统(JavaFile.writeTo())。
代码与控制流程
JavaPoet 的大多数 API 都使用普通、不可变的 Java 对象,也提供了 Builder 模式、链式方法和可变参数来使 API 更加友好。JavaPoet 提供了类和接口(Typespec)、字段(FieldSpec)、方法和构造函数(MethodSpec)、参数(ParameterSpec)和注解(AnnotationSpec)等模型。
但是方法和构造函数的主体没有建模。没有表达式类,没有语句类,也没有语法树节点。相反,JavaPoet 对代码块使用字符串:
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
.addCode(""
+ "int total = 0;\n"
+ "for (int i = 0; i < 10; i++) {\n"
+ " total += i;\n"
+ "}\n")
.build();
以上将生成如下代码:
void main() {
int total = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
total += i;
}
}
手动写的分号、换行和缩进都很繁琐,因此 JavaPoet 提供了 API 来简化这些操作。addStatement() 负责分号和换行,而 beginControlFlow() + endControlFlow() 用于大括号、换行和缩进:
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
.addStatement("int total = 0")
.beginControlFlow("for (int i = 0; i < 10; i++)")
.addStatement("total += i")
.endControlFlow()
.build();
这个例子很蹩脚,因为生成的代码是常量!假设不只是将 0 自增到 10,而是要使操作和范围可配置,下面是一个生成方法的方式:
private MethodSpec computeRange(String name, int from, int to, String op) {
return MethodSpec.methodBuilder(name)
.returns(int.class)
.addStatement("int result = 1")
.beginControlFlow("for (int i = " + from + "; i < " + to + "; i++)")
.addStatement("result = result " + op + " i")
.endControlFlow()
.addStatement("return result")
.build();
}
下面是我们调用 computeRange("multiply10to20", 10,20, "*") 时得到的结果:
int multiply10to20() {
int result = 1;
for (int i = 10; i < 20; i++) {
result = result * i;
}
return result;
}
方法生成方法!由于 JavaPoet 生成的是源代码而不是字节码,所以您可以阅读检查它以确保它是正确的。
一些控制流语句,例如 if/else ,可以具有无限的控制流可能性。你可以使用 nextControlFlow() 来处理这些选项:
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
.addStatement("long now = $T.currentTimeMillis()", System.class)
.beginControlFlow("if ($T.currentTimeMillis() < now)", System.class)
.addStatement("$T.out.println($S)", System.class, "Time travelling, woo hoo!")
.nextControlFlow("else if ($T.currentTimeMillis() == now)", System.class)
.addStatement("$T.out.println($S)", System.class, "Time stood still!")
.nextControlFlow("else")
.addStatement("$T.out.println($S)", System.class, "Ok, time still moving forward")
.endControlFlow()
.build();
以上代码将生成:
void main() {
long now = System.currentTimeMillis();
if (System.currentTimeMillis() < now) {
System.out.println("Time travelling, woo hoo!");
} else if (System.currentTimeMillis() == now) {
System.out.println("Time stood still!");
} else {
System.out.println("Ok, time still moving forward");
}
}
使用 try/catch 捕获异常也是 nextControlFlow() 的一个用例:
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
.beginControlFlow("try")
.addStatement("throw new Exception($S)", "Failed")
.nextControlFlow("catch ($T e)", Exception.class)
.addStatement("throw new $T(e)", RuntimeException.class)
.endControlFlow()
.build();
将生成:
void main() {
try {
throw new Exception("Failed");
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
$L -> 输出字面量
调用 beginControlFlow() 和 addStatement 中的字符串连接会分散注意力,太多的运算符,为了解决这个问题,JavaPoet 提供了一种与 String.format() 类似但不兼容的语法。它接收 $L 并在输出中发出一个 字面量 。这就像 Formatter 的 %s :
private MethodSpec computeRange(String name, int from, int to, String op) {
return MethodSpec.methodBuilder(name)
.returns(int.class)
.addStatement("int result = 0")
.beginControlFlow("for (int i = $L; i < $L; i++)", from, to)
.addStatement("result = result $L i", op)
.endControlFlow()
.addStatement("return result")
.build();
}
字面量 直接发送到输出代码,没有转义。文字的参数可以是字符串、基本数据类型和下面将描述的一些 JavaPoet 类型。
$S -> 输出字符串
在发出包含字符串文本的代码时,我们可以使用 $S 来发出 字符串 ,并使用引号和转义。下面代码输出 3 个方法,每个方法返回自己的名字:
public static void main(String[] args) throws Exception {
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
.addMethod(whatsMyName("slimShady"))
.addMethod(whatsMyName("eminem"))
.addMethod(whatsMyName("marshallMathers"))
.build();
JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
.build();
javaFile.writeTo(System.out);
}
private static MethodSpec whatsMyName(String name) {
return MethodSpec.methodBuilder(name)
.returns(String.class)
.addStatement("return $S", name)
.build();
}
在这种情况下,使用 $S 给我们打上引号:
public final class HelloWorld {
String slimShady() {
return "slimShady";
}
String eminem() {
return "eminem";
}
String marshallMathers() {
return "marshallMathers";
}
}
$T -> 输出类型
我们 Java 程序员喜欢我们的类型:它们使我们的代码更容易理解。JavaPoet 也加入了。它对类型有丰富的内置支持,包括自动生成 import 语句。只需使用 $T 来引用 类型:
MethodSpec today = MethodSpec.methodBuilder("today")
.returns(Date.class)
.addStatement("return new $T()", Date.class)
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
.addMethod(today)
.build();
JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
.build();
javaFile.writeTo(System.out);
将生成以下 .java 文件,并完成必要的 import :
package com.example.helloworld;
import java.util.Date;
public final class HelloWorld {
Date today() {
return new Date();
}
}
我们传递 Date.class 来引用一个恰好在生成代码时可用的类。其实并不需要这样,下面是一个类似的例子,但是这个例子引用了一个不存在的类:
ClassName hoverboard = ClassName.get("com.mattel", "Hoverboard");
MethodSpec today = MethodSpec.methodBuilder("tomorrow")
.returns(hoverboard)
.addStatement("return new $T()", hoverboard)
.build();
这个还不存在的类也被 import :
package com.example.helloworld;
import com.mattel.Hoverboard;
public final class HelloWorld {
Hoverboard tomorrow() {
return new Hoverboard();
}
}
ClassName 类型非常重要,在使用 JavaPoet 时经常需要它。它可以识别任何已声明的类。声明类型只是 Java 丰富类型系统的开始:我们还有数组、参数化类型、通配符类型和类型变量。JavaPoet 有用于构建每个类的类:
ClassName hoverboard = ClassName.get("com.mattel", "Hoverboard");
ClassName list = ClassName.get("java.util", "List");
ClassName arrayList = ClassName.get("java.util", "ArrayList");
TypeName listOfHoverboards = ParameterizedTypeName.get(list, hoverboard);
MethodSpec beyond = MethodSpec.methodBuilder("beyond")
.returns(listOfHoverboards)
.addStatement("$T result = new $T<>()", listOfHoverboards, arrayList)
.addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
.addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
.addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
.addStatement("return result")
.build();
JavaPoet 将分解每个类型,并在可能的地方 import 其组件。
package com.example.helloworld;
import com.mattel.Hoverboard;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public final class HelloWorld {
List<Hoverboard> beyond() {
List<Hoverboard> result = new ArrayList<>();
result.add(new Hoverboard());
result.add(new Hoverboard());
result.add(new Hoverboard());
return result;
}
}
$N -> 以名称引用生成的另一个声明
生成的代码通常是自引用的,使用 $N 以其名称引用另一个生成的声明。下面是一个方法中调用另一个方法:
public String byteToHex(int b) {
char[] result = new char[2];
result[0] = hexDigit((b >>> 4) & 0xf);
result[1] = hexDigit(b & 0xf);
return new String(result);
}
public char hexDigit(int i) {
return (char) (i < 10 ? i + '0' : i - 10 + 'a');
}
在生成上面的代码时,我们使用 $N 将 hexDigit() 方法作为参数传递给 byteToHex() 方法:
MethodSpec hexDigit = MethodSpec.methodBuilder("hexDigit")
.addParameter(int.class, "i")
.returns(char.class)
.addStatement("return (char) (i < 10 ? i + '0' : i - 10 + 'a')")
.build();
MethodSpec byteToHex = MethodSpec.methodBuilder("byteToHex")
.addParameter(int.class, "b")
.returns(String.class)
.addStatement("char[] result = new char[2]")
.addStatement("result[0] = $N((b >>> 4) & 0xf)", hexDigit)
.addStatement("result[1] = $N(b & 0xf)", hexDigit)
.addStatement("return new String(result)")
.build();
静态导入
JavaPoet 支持静态导入。它通过显式地收集类型成员名来实现这一点。让我们使用静态导入来增强前面的例子:
...
ClassName namedBoards = ClassName.get("com.mattel", "Hoverboard", "Boards");
MethodSpec beyond = MethodSpec.methodBuilder("beyond")
.returns(listOfHoverboards)
.addStatement("$T result = new $T<>()", listOfHoverboards, arrayList)
.addStatement("result.add($T.createNimbus(2000))", hoverboard)
.addStatement("result.add($T.createNimbus(\"2001\"))", hoverboard)
.addStatement("result.add($T.createNimbus($T.THUNDERBOLT))", hoverboard, namedBoards)
.addStatement("$T.sort(result)", Collections.class)
.addStatement("return result.isEmpty() ? $T.emptyList() : result", Collections.class)
.build();
TypeSpec hello = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addMethod(beyond)
.build();
JavaFile.builder("com.example.helloworld", hello)
.addStaticImport(hoverboard, "createNimbus")
.addStaticImport(namedBoards, "*")
.addStaticImport(Collections.class, "*")
.build();
JavaPoet 将首先按照配置将您的静态导入块添加到文件中,匹配并处理所有调用,并根据需要导入所有其他类型。
package com.example.helloworld;
import static com.mattel.Hoverboard.Boards.*;
import static com.mattel.Hoverboard.createNimbus;
import static java.util.Collections.*;
import com.mattel.Hoverboard;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
class HelloWorld {
List<Hoverboard> beyond() {
List<Hoverboard> result = new ArrayList<>();
result.add(createNimbus(2000));
result.add(createNimbus("2001"));
result.add(createNimbus(THUNDERBOLT));
sort(result);
return result.isEmpty() ? emptyList() : result;
}
}
代码块格式字符串
代码块可以通过几种方式指定占位符的值,代码块上的每个操作只能使用一种样式。
相对参数
将格式字符串中每个占位符的参数值传递给 CodeBlock.add() 。在每个例子中,我们生成代码说“我吃了3个玉米卷”
CodeBlock.builder().add("I ate $L $L", 3, "tacos")
位置参数
在格式字符串的占位符前放置一个整数索引(基于1),以指定使用哪个参数。
CodeBlock.builder().add("I ate $2L $1L", "tacos", 3)
命名参数
使用 $argumentName:X 语法,其中 X 是格式字符,使用格式字符串中包含所有参数键的映射调用 CodeBlock.addNamed() 。参数名使用 a-z 、A-Z 、0-9 和 _ 中的字符,并且必须以小写字符开头。
Map<String, Object> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("food", "tacos");
map.put("count", 3);
CodeBlock.builder().addNamed("I ate $count:L $food:L", map)
方法
上面所有的方法都有一个代码体。使用 Modifiers.ABSTRACT 得到一个没有任何主体的方法。只有当所包含的类是抽象类或接口类时,这才是合法的。
MethodSpec flux = MethodSpec.methodBuilder("flux")
.addModifiers(Modifier.ABSTRACT, Modifier.PROTECTED)
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.addMethod(flux)
.build();
将生成如下代码:
public abstract class HelloWorld {
protected abstract void flux();
}
其他修饰词在允许的地方起作用。注意,在指定修饰符时,JavaPoet 使用 javax.lang.model.element.Modifier,一个在 Android 上不可用的类。此限制仅适用于代码生成代码,输出代码可以在任何地方运行:JVM 、Android 和 GWT。
方法还有参数、异常、变量变量、Javadoc、注解、类型变量和返回类型。所有这些都配置了 MethodSpec.Builder 。
构造函数
MethodSpec 是一个有点用词不当的词,它也可以用于构造函数:
MethodSpec flux = MethodSpec.constructorBuilder()
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addParameter(String.class, "greeting")
.addStatement("this.$N = $N", "greeting", "greeting")
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addField(String.class, "greeting", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.addMethod(flux)
.build();
将生成:
public class HelloWorld {
private final String greeting;
public HelloWorld(String greeting) {
this.greeting = greeting;
}
}
在大多数情况下,构造函数就像方法一样工作。在发出代码时,JavaPoet 会把构造函数放在输出文件中的方法之前。
参数
使用 ParameterSpec.builder() 或 MethodSpec 的 addParameter() 在方法和构造函数上声明参数:
ParameterSpec android = ParameterSpec.builder(String.class, "android")
.addModifiers(Modifier.FINAL)
.build();
MethodSpec welcomeOverlords = MethodSpec.methodBuilder("welcomeOverlords")
.addParameter(android)
.addParameter(String.class, "robot", Modifier.FINAL)
.build();
虽然上面生成 android 和 robot 参数的代码不同,但是输出是一样的:
void welcomeOverlords(final String android, final String robot) {
}
字段
与参数一样,可以使用 Builder 或使用方便的辅助方法创建字段:
FieldSpec android = FieldSpec.builder(String.class, "android")
.addModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addField(android)
.addField(String.class, "robot", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.build();
将生成:
public class HelloWorld {
private final String android;
private final String robot;
}
当字段具有 Javadoc 、注解或字段初始化器时,扩展 Builder 是必要的。字段初始化器使用与上面代码块相同的 String.format() 类语法:
FieldSpec android = FieldSpec.builder(String.class, "android")
.addModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.initializer("$S + $L", "Lollipop v.", 5.0d)
.build();
将生成:
private final String android = "Lollipop v." + 5.0;
接口
JavaPoet 生成接口也是没有问题的。注意,接口方法必须始终是 PUBLIC ABSTRACT ,接口字段必须始终是 PUBLIC STATIC FINAL 。这些修饰符在定义接口时是必要的:
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.interfaceBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addField(FieldSpec.builder(String.class, "ONLY_THING_THAT_IS_CONSTANT")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC, Modifier.FINAL)
.initializer("$S", "change")
.build())
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("beep")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.build())
.build();
但是这些修饰符在生成代码时被省略。这些是默认设置,所以得益于 javac ,我们不需要包含它们!
public interface HelloWorld {
String ONLY_THING_THAT_IS_CONSTANT = "change";
void beep();
}
枚举
使用 enumBuilder 创建枚举类型,并为每个值添加 addEnumConstant() :
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.enumBuilder("Roshambo")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addEnumConstant("ROCK")
.addEnumConstant("SCISSORS")
.addEnumConstant("PAPER")
.build();
将生成:
public enum Roshambo {
ROCK,
SCISSORS,
PAPER
}
支持复杂枚举,其中枚举值覆盖方法或调用超类构造函数。下面是一个综合的例子:
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.enumBuilder("Roshambo")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addEnumConstant("ROCK", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "fist")
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("toString")
.addAnnotation(Override.class)
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addStatement("return $S", "avalanche!")
.returns(String.class)
.build())
.build())
.addEnumConstant("SCISSORS", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "peace")
.build())
.addEnumConstant("PAPER", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "flat")
.build())
.addField(String.class, "handsign", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.addMethod(MethodSpec.constructorBuilder()
.addParameter(String.class, "handsign")
.addStatement("this.$N = $N", "handsign", "handsign")
.build())
.build();
将生成:
public enum Roshambo {
ROCK("fist") {
@Override
public String toString() {
return "avalanche!";
}
},
SCISSORS("peace"),
PAPER("flat");
private final String handsign;
Roshambo(String handsign) {
this.handsign = handsign;
}
}
匿名内部类
在枚举代码中,我们使用了 TypeSpec.anonymousInnerClass() ,匿名内部类也可以用在代码块中,它们是可以用 $L 引用的值:
TypeSpec comparator = TypeSpec.anonymousClassBuilder("")
.addSuperinterface(ParameterizedTypeName.get(Comparator.class, String.class))
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("compare")
.addAnnotation(Override.class)
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addParameter(String.class, "a")
.addParameter(String.class, "b")
.returns(int.class)
.addStatement("return $N.length() - $N.length()", "a", "b")
.build())
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("sortByLength")
.addParameter(ParameterizedTypeName.get(List.class, String.class), "strings")
.addStatement("$T.sort($N, $L)", Collections.class, "strings", comparator)
.build())
.build();
这将生成一个方法,其中包含一个包含方法的类:
void sortByLength(List<String> strings) {
Collections.sort(strings, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String a, String b) {
return a.length() - b.length();
}
});
}
定义匿名内部类的一个特别棘手的部分是超类构造函数的参数。在上面的代码中,我们传递了没有参数的空字符串: TypeSpec.anonymousClassBuilder("") 。要传递不同的参数,请使用带有逗号的 JavaPoet 代码块语法来分隔参数。
注解
简单的注解很容易编写:
MethodSpec toString = MethodSpec.methodBuilder("toString")
.addAnnotation(Override.class)
.returns(String.class)
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addStatement("return $S", "Hoverboard")
.build();
它用 @Override 注解生成这个方法:
@Override
public String toString() {
return "Hoverboard";
}
使用 AnnotationSpec.builder() 在注解上设置属性:
MethodSpec logRecord = MethodSpec.methodBuilder("recordEvent")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.addAnnotation(AnnotationSpec.builder(Headers.class)
.addMember("accept", "$S", "application/json; charset=utf-8")
.addMember("userAgent", "$S", "Square Cash")
.build())
.addParameter(LogRecord.class, "logRecord")
.returns(LogReceipt.class)
.build();
将会生成带有 accept 和 userAgent 属性的注解:
@Headers(
accept = "application/json; charset=utf-8",
userAgent = "Square Cash"
)
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);
注解值可以是注解本身,使用 $L嵌入注解:
MethodSpec logRecord = MethodSpec.methodBuilder("recordEvent")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.addAnnotation(AnnotationSpec.builder(HeaderList.class)
.addMember("value", "$L", AnnotationSpec.builder(Header.class)
.addMember("name", "$S", "Accept")
.addMember("value", "$S", "application/json; charset=utf-8")
.build())
.addMember("value", "$L", AnnotationSpec.builder(Header.class)
.addMember("name", "$S", "User-Agent")
.addMember("value", "$S", "Square Cash")
.build())
.build())
.addParameter(LogRecord.class, "logRecord")
.returns(LogReceipt.class)
.build();
将生成:
@HeaderList({
@Header(name = "Accept", value = "application/json; charset=utf-8"),
@Header(name = "User-Agent", value = "Square Cash")
})
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);
注意,可以使用相同的属性名多次调用 addMember() 来填充该属性的值列表。
Javadoc
可以用 Javadoc 记录字段、方法和类型:
MethodSpec dismiss = MethodSpec.methodBuilder("dismiss")
.addJavadoc("Hides {@code message} from the caller's history. Other\n"
+ "participants in the conversation will continue to see the\n"
+ "message in their own history unless they also delete it.\n")
.addJavadoc("\n")
.addJavadoc("<p>Use {@link #delete($T)} to delete the entire\n"
+ "conversation for all participants.\n", Conversation.class)
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.addParameter(Message.class, "message")
.build();
将生成:
/**
* Hides {@code message} from the caller's history. Other
* participants in the conversation will continue to see the
* message in their own history unless they also delete it.
*
* <p>Use {@link #delete(Conversation)} to delete the entire
* conversation for all participants.
*/
void dismiss(Message message);
在引用 Javadoc 中的类型时使用 $T 来获得自动导入。
转载自:https://juejin.cn/post/6844904022600597517