前瞻｜Java 21 新特性 String Templates（字符串模版）

落日映苍穹つ 2023-10-15 16:12 122阅读 0赞

在日常写Java的时候，对于字符串的操作是非常普遍的，其中最常见的就是对字符串的组织。也因为这个操作非常普遍，所以诞生了很多方案，总下来大概有这么几种：

*  使用`+`拼接
 *  使用`StringBuffer`和`SpringBuilder`
 *  `String::format` and `String::formatted`
 *  使用`java.text.MessageFormat`

下面，我们一起来学习一下Java 21中的新方案！如果您对于上面这些还不熟悉的话，建议可以先看一下这篇[《Java自带的4种字符串组织和格式化方法》][Java_4]，了解以前的机制，这样与最新的处理方案做对比，理解会更深刻。

### 模版表达式 ###

在Java 21中处理字符串的新方法称为：**Template Expressions**，即：模版表达式。

模版表达式是Java语言中的一种新表达式。它可以执行字符串插值，帮助开发人员通过编程的方式安全高效地组织字符串。此外，模板表达式不仅仅可以用于组织字符串，它还可以根据特定模型的规则将结构化文本转换为任何类型的对象。

下面通过一个简单的案例来认识一下它：

String blog = "blog.didispace.com";
    String str = STR."My blog is \{blog}";

上述代码中的第2行就是一个模版表达式，其中主要包含三个部分：

*  模版处理器：`STR`
 *  包含内嵌表达式（`\{blog}`）的模版
 *  通过`.`把前面两部分组合起来，形式上类似方法调用

当模版表达式运行的时候，模版处理器会将模版内容与内嵌表达式的值组合起来，生成结果，所以上面案例中的字符串str在运行时的结果为：`My blog is blog.didispace.com`。

### 多行模版表达式 ###

还记得之前我们的Java新特性专栏中，介绍过Java 15中的[文本块][Link 1]特性吗？类似下面这样的写法：

String html = """
        <html>
        <body>
          <h1>Java 15 新特性：文本块 ｜ 程序猿DD</h1>
          <p>didispace.com</p>
        </body>
        </html>
        """;

模版表达式也支持类似的多行字符串处理，所以开发者可以用它来方便的组织html、json、xml等字符串内容，比如下面这样：

var json = STR."""
    {
        "user": "\{name}",
        "age: \{age}
    }
    """;

### STR模版处理器 ###

上面案例中我们所用的STR模版处理器中的内嵌表达式都采用了字符串内容，而实际上STR模版处理器还有更多的用途。

1.  内嵌表达式中还可以之前数学运算，比如：

int x = 10, y = 20;
    String s = STR."\{x} + \{y} = \{x + y}";

最终s字符串结果为：`10 + 20 = 30`

1.  内嵌表达式中还可以调用方法，比如：

String s = STR."My blog is \{getMyBlog()}";

假设getMyBlog方法返回的内容为`blog.didispace.com`，那么最终s字符串结果为：`My blog is blog.didispace.com`。

1.  内嵌表达式中还可以访问对象的成员变量，比如：

User u = new User("didi", "blog.didispace.com"); // 构造函数参数为name属性和blog属性
    String s = STR."\{u.name}的博客地地址为：+ \{u.blog}";

最终s字符串结果为：`didi的博客地址为：blog.didispace.com`。

### FMT模版处理器 ###

除了**STR**模版处理器之外，Java中还提供了另外一个模版处理器：**FMT**。FMT模版处理器除了与STR模版处理器一样提供插值能力之外，还提供了左侧的格式化处理。下面通过例子来直接理解FMT的功能：

record Rectangle(String name, double width, double height) {
        double area() {
            return width * height;
        }
    }
    Rectangle[] zone = new Rectangle[] {
        new Rectangle("Alfa", 17.8, 31.4),
        new Rectangle("Bravo", 9.6, 12.4),
        new Rectangle("Charlie", 7.1, 11.23),
    };
    String table = STR."""
        Description  Width  Height  Area
        \{zone[0].name}  \{zone[0].width}  \{zone[0].height}     \{zone[0].area()}
        \{zone[1].name}  \{zone[1].width}  \{zone[1].height}     \{zone[1].area()}
        \{zone[2].name}  \{zone[2].width}  \{zone[2].height}     \{zone[2].area()}
        Total \{zone[0].area() + zone[1].area() + zone[2].area()}
        """;

上面这块是由STR模版处理器组织字符串表格数据，从模版表达式来看是非常整齐的，但是由于模版中内嵌表达式的值长短不一，最终输出结果很有可能差强人意，比如STR模版处理器处理后的结果是这样的：

Description  Width  Height  Area
    Alfa  17.8  31.4     558.92
    Bravo  9.6  12.4     119.03999999999999
    Charlie  7.1  11.23     79.733
    Total 757.693

为了解决这个问题，就可以采用FMT模版处理器，在每一列左侧定义格式

String table = FMT."""
        Description     Width    Height     Area
        %-12s\{zone[0].name}  %7.2f\{zone[0].width}  %7.2f\{zone[0].height}     %7.2f\{zone[0].area()}
        %-12s\{zone[1].name}  %7.2f\{zone[1].width}  %7.2f\{zone[1].height}     %7.2f\{zone[1].area()}
        %-12s\{zone[2].name}  %7.2f\{zone[2].width}  %7.2f\{zone[2].height}     %7.2f\{zone[2].area()}
        \{" ".repeat(28)} Total %7.2f\{zone[0].area() + zone[1].area() + zone[2].area()}
        """;

这样的结果将是如下这样，获得一个整齐的结果：

Description     Width    Height     Area
    Alfa            17.80    31.40      558.92
    Bravo            9.60    12.40      119.04
    Charlie          7.10    11.23       79.73
                                 Total  757.69

关于Java 21中推出的String Templates特性还有很多高级能力，比如：自定义模版处理器等。因为该特性还处于Preview阶段，所以DD也还没有深入研究，仅尝鲜了一下基本功能，如果您对其他高级能力感兴趣，也可以通过官网学习。等该功能正式发布之后，我会在 [Java新特性专栏][Java] 中更新解读所有内容，欢迎关注与收藏。

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[Java_4]: https://blog.didispace.com/java-string-compose-and-format/
[Link 1]: https://www.didispace.com/java-features/java15/jep378-text-blocks.html
[Java]: https://www.didispace.com/java-features/