Java 升级 Record 类型：编码更富表现力

JDK 21 的 JEP 440，记录模式已从 Proposed to Target 状态提升为 Targeted 状态。该 JEP 最终确定了这个特性，并结合了增强功能以响应前两轮预览的反馈：JEP 432，记录模式（第二次预览），在 JDK 20 中交付；以及 JEP 405，记录模式（预览），在 JDK 19 中提供。该特性通过记录模式增强了语言以解构记录值。记录模式可以与类型模式结合使用，以“实现一种强大的、声明式的和可组合的数据导航和处理形式”。类型模式最近进行了扩展以用于 switch case 标签：JEP 420，switch 模式匹配（第二次预览），在 JDK 18 中提供，以及 JEP 406，switch 模式匹配（预览），在 JDK 17 中提供。与 JEP 432 相比，其最重要的更改是删除了对出现在增强 for 语句头中记录模式的支持。

通过所有这些更改，Java 现在通过引入可嵌套的记录模式，正朝着更具声明式、以数据为中心的编程风格发展。这一演变是在模式匹配与 Java 16 引入的 JEP 394，instanceof 操作符集成之后发生的。

考虑这样一种情况，即你有一个记录 Point 和一个枚举 Color：

record Point(int x, int y) {}enum Color { RED, GREEN, BLUE }

无论对象是否是 record 的实例，新的记录模式都允许对其进行测试，并直接解构其组件。例如：

if (r instanceof Rectangle(ColoredPoint ul, ColoredPoint lr)) {    System.out.println(ul.c());}

更强大的是它提供了嵌套模式，允许进一步解构 record 值。考虑如下的声明：

record ColoredPoint(Point p, Color c) {}record Rectangle(ColoredPoint upperLeft, ColoredPoint lowerRight) {}

如果我们想从左上角提取颜色，可以这样写：

if (r instanceof Rectangle(ColoredPoint(Point p, Color c), ColoredPoint lr)) {    System.out.println(c);}

记录模式的这种演变扩展了模式匹配，以解构记录类的实例，从而支持了更复杂的数据查询。无论对象是否是 record 的实例，它都允许对其进行测试，并直接提取对象的组件。这种方法使代码更加简洁，而且不易出错。考虑如下的示例：

static void printXCoordOfUpperLeftPointWithPatterns(Rectangle r) {    if (r instanceof Rectangle(ColoredPoint(Point(var x, var y), var c),                               var lr)) {        System.out.println("Upper-left corner: " + x);    }}

此外，嵌套模式的引入通过提供解构嵌套数据结构的能力，进一步实现了这一点。它们使开发人员能够集中处理错误，因为整个模式只有匹配和不匹配两类。这样就不需要检查和处理每个单独的子模式匹配故障了。

这些嵌套模式也可以很好地与 JEP 441 引入的 switch 表达式配合使用。switch 表达式的模式匹配增强了 switch 语句，允许在 case 标签中使用模式。这使得代码更具表现力，并减少了由于 switch 语句中的遗漏 case 而导致缺陷的可能性。

例如，考虑以下的声明：

class A {}class B extends A {}sealed interface I permits C, D {}final class C implements I {}final class D implements I {}record Pair<T>(T x, T y) {}
Pair<I> p;

使用记录模式和枚举 switch，我们可以执行以下操作：

switch (p) {    case Pair<I>(C c, I i) -> ...    case Pair<I>(D d, C c) -> ...    case Pair<I>(D d1, D d2) -> ...}

然而，这些更新带来了一些风险和假设。与任何语言的更改一样，其存在影响现有代码库的风险。此外，这些更改假设开发人员熟悉记录类和模式匹配，而这两个特性对 Java 来说相对还较新。

展望未来，有许多方向可以扩展记录模式。其中包括可变变量记录的 varargs 模式、匹配任何值但不声明模式变量的未命名模式，以及可以应用于任意类而不仅仅是记录类的值模式。

总而言之，在 Java 中引入记录和嵌套模式是该语言的一次重大飞跃。它允许更具声明式的编码风格，从而产生更干净、更易于理解的代码。虽然存在一些风险，但潜在的好处能使它成为 Java 未来版本中一个很有前途的特性。

原文链接：

https://www.infoq.com/news/2023/05/java-gets-boost-with-record/

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