java如何定義Union類別實作資料體的共存

定義Union類別實作資料體的共存

在C/C 語言中，聯合體（union），又稱為共用體，類似結構體（struct）的一種資料結構。聯合體（union）和結構體（struct）一樣，可以包含很多種資料型別和變量，兩者區別如下：

1. 結構體（struct）中所有變數是「共存」的，同時所有變數都生效，各個變數佔據不同的記憶體空間；

2. 聯合體（union）中是各變數是「互斥」的，同時只有一個變數生效，所有變數佔據同一塊記憶體空間。

當多個資料需要共享記憶體或多個資料每次只取其一時，可以採用聯合體（union）。

在Java語言中，沒有聯合體（union）和結構體（struct）概念，只有類別（class）的概念。眾所眾知，結構體（struct）可以用類別（class）來實現。其實，聯合體（union）也可以用類別（class）來實現。但是，這個類別不具備「多個資料需要共享記憶體」的功能，只具備「多個資料每次只取其一」的功能。

這裡，以微信協定的客戶訊息為例說明。根據我多年來的介面協定封裝經驗，主要有以下兩種實作方式。

1.使用函數方式實作Union

Union類別實作:

/** 客户消息类 */@ToStringpublic class CustomerMessage {    /** 属性相关 */
    /** 消息类型 */
    private String msgType;    /** 目标用户 */
    private String toUser;    /** 共用体相关 */
    /** 新闻内容 */
    private News news;
    ...    /** 常量相关 */
    /** 新闻消息 */
    public static final String MSG_TYPE_NEWS = "news";
    ...    /** 构造函数 */
    public CustomerMessage() {}    /** 构造函数 */
    public CustomerMessage(String toUser) {        this.toUser = toUser;
    }    /** 构造函数 */
    public CustomerMessage(String toUser, News news) {        this.toUser = toUser;        this.msgType = MSG_TYPE_NEWS;        this.news = news;
    }    /** 清除消息内容 */
    private void removeMsgContent() {        // 检查消息类型
        if (Objects.isNull(msgType)) {            return;
        }        // 清除消息内容
        if (MSG_TYPE_NEWS.equals(msgType)) {
            news = null;
        } else if (...) {
            ...
        }
        msgType = null;
    }    /** 检查消息类型 */
    private void checkMsgType(String msgType) {        // 检查消息类型
        if (Objects.isNull(msgType)) {            throw new IllegalArgumentException("消息类型为空");
        }        // 比较消息类型
        if (!Objects.equals(msgType, this.msgType)) {            throw new IllegalArgumentException("消息类型不匹配");
        }
    }    /** 设置消息类型函数 */
    public void setMsgType(String msgType) {        // 清除消息内容
        removeMsgContent();        // 检查消息类型
        if (Objects.isNull(msgType)) {            throw new IllegalArgumentException("消息类型为空");
        }        // 赋值消息内容
        this.msgType = msgType;        if (MSG_TYPE_NEWS.equals(msgType)) {
            news = new News();
        } else if (...) {
            ...
        } else {            throw new IllegalArgumentException("消息类型不支持");
        }
    }    /** 获取消息类型 */
    public String getMsgType() {        // 检查消息类型
        if (Objects.isNull(msgType)) {            throw new IllegalArgumentException("消息类型无效");
        }        // 返回消息类型
        return this.msgType;
    }    /** 设置新闻 */
    public void setNews(News news) {        // 清除消息内容
        removeMsgContent();        // 赋值消息内容
        this.msgType = MSG_TYPE_NEWS;        this.news = news;
    }    /** 获取新闻 */
    public News getNews() {        // 检查消息类型
        checkMsgType(MSG_TYPE_NEWS);        // 返回消息内容
        return this.news;
    }
    
    ...
}

Union類別使用:

String accessToken = ...;
String toUser = ...;
List<Article> articleList = ...;
News news = new News(articleList);
CustomerMessage customerMessage = new CustomerMessage(toUser, news);
wechatApi.sendCustomerMessage(accessToken, customerMessage);

主要優缺點:

• #優點：更貼近C/C 語言的聯合體（union）；

• 缺點：實作邏輯較為複雜，參數型別驗證較多。

2.使用繼承方式實作Union

Union類別實作:

/** 客户消息类 */@Getter@Setter@ToStringpublic abstract class CustomerMessage {    /** 属性相关 */
    /** 消息类型 */
    private String msgType;    /** 目标用户 */
    private String toUser;    /** 常量相关 */
    /** 新闻消息 */
    public static final String MSG_TYPE_NEWS = "news";
    ...    /** 构造函数 */
    public CustomerMessage(String msgType) {        this.msgType = msgType;
    }    /** 构造函数 */
    public CustomerMessage(String msgType, String toUser) {        this.msgType = msgType;        this.toUser = toUser;
    }
}/** 新闻客户消息类 */@Getter@Setter@ToString(callSuper = true)public class NewsCustomerMessage extends CustomerMessage {    /** 属性相关 */
    /** 新闻内容 */
    private News news;    /** 构造函数 */
    public NewsCustomerMessage() {        super(MSG_TYPE_NEWS);
    }    /** 构造函数 */
    public NewsCustomerMessage(String toUser, News news) {        super(MSG_TYPE_NEWS, toUser);        this.news = news;
    }
}

Union類別使用:

String accessToken = ...;
String toUser = ...;
List<Article> articleList = ...;
News news = new News(articleList);
CustomerMessage customerMessage = new NewsCustomerMessage(toUser, news);
wechatApi.sendCustomerMessage(accessToken, customerMessage);

主要優缺點:

• 優點：使用虛基類別和子類別進行拆分，各個子類別物件的概念明確；

• 缺點：與C /C 語言的聯合體（union）差異大，但是功能上大致一致。

在C/C 語言中，聯合體並不包括聯合體目前的資料型態。但在上面實作的Java聯合體中，已經包含了聯合體對應的資料型態。所以，從嚴格意義上來說，Java聯合體並不是真正的聯合體，只是一個具備「多個資料每次只取其一」功能的類別。

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