java - 在 Java 中设计规则引擎的有效设计模式/风格是什么？

coder 2023-05-19 原文

我正在用 Java 实现一个规则引擎。我的规则引擎预定义了独立规则和规则集的列表。这里的规则只是一个逻辑。而一个规则集将这些简单的规则组合成一个有序的集合。

我是一个不错的 Java 开发人员，但不是 Guru。为此，我的同事向我推荐了两种设计。我对这两种设计都不满意，因此提出了这个问题。

我的项目中的规则示例: 假设输入是美国的位置，例如，美国加利福尼亚州圣巴巴拉或美国俄亥俄州，这通常是具有城市、州和国家字段的一些明确定义的格式。然后我可以有一些规则如下:

规则 1: 城市不为空
规则 2: 状态不为空
规则 3: 国家等于美国或美国
规则 4: 状态长度等于 2

我的项目中的规则集示例:

规则集: 有效位置此规则集是上述定义的规则的有序集。

我实现的两个设计模板如下:

设计 1:将枚举与匿名内部类一起使用

Rule.java

public interface Rule {
    public Object apply(Object object);
}

NlpRule.java

public enum NlpRule {
    CITY_NOT_NULL(new Rule() {

        @Override
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String city = location.split(",")[0];
            if (city != null) {
                return true;
            }
            return false;
        }

    }),

    STATE_NOT_NULL(new Rule() {

        @Override
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String state = location.split(",")[1];
            if (state != null) {
                return true;
            }
            return false;
        }

    }),

    COUNTRY_US(new Rule() {

        @Override
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String country = location.split(",")[2];
            if (country.equals("US") || country.equals("USA")) {
                return true;
            }
            return false;
        }

    }),

    STATE_ABBREVIATED(new Rule() {

        @Override
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String state = location.split(",")[1];
            if (state.length() == 2) {
                return true;
            }
            return false;
        }

    });

    private Rule rule;

    NlpRule(Rule rule) {
        this.rule = rule;
    }

    public Object apply(Object object) {
        return rule.apply(object);
    }
}

RuleSet.java

public class RuleSet {
    private List<NlpRule> rules;

    public RuleSet() {
        rules = new ArrayList<NlpRule>();
    }

    public RuleSet(List<NlpRule> rules) {
        this.rules = rules;
    }

    public void add(NlpRule rule) {
        rules.add(rule);
    }

    public boolean apply(Object object) throws Exception {
        boolean state = false;
        for (NlpRule rule : rules) {
            state = (boolean) rule.apply(object);
        }
        return state;
    }
}

RuleSets.java

public class RuleSets {
    private RuleSets() {

    }

    public static RuleSet isValidLocation() {
        RuleSet ruleSet = new RuleSet();
        ruleSet.add(NlpRule.CITY_NOT_NULL);
        ruleSet.add(NlpRule.STATE_NOT_NULL);
        ruleSet.add(NlpRule.COUNTRY_US);
        ruleSet.add(NlpRule.STATE_ABBREVIATED);
        return ruleSet;
    }
}

Main.java

public class Main {
    public static void main(String... args) {
        String location = "Santa Barbara,CA,USA";
        RuleSet ruleSet = RuleSets.isValidLocation();
        try {
            boolean isValid = (boolean) ruleSet.apply(location);
            System.out.println(isValid);
        } catch (Exception e) {
            e.getMessage();
        }
    }
}

设计 2:使用抽象类

NlpRule.java

public abstract class NlpRule {

    public abstract Object apply(Object object);

    public final static NlpRule CITY_NOT_NULL = new NlpRule() {
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String city = location.split(",")[0];
            if (city != null) {
                return true;
            }
            return false;

        }

    };

    public final static NlpRule STATE_NOT_NULL = new NlpRule() {
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String city = location.split(",")[0];
            if (city != null) {
                return true;
            }
            return false;

        }

    };

    public final static NlpRule COUNTRY_US = new NlpRule() {
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String country = location.split(",")[2];
            if (country.equals("US") || country.equals("USA")) {
                return true;
            }
            return false;

        }

    };

    public final static NlpRule STATE_ABBREVIATED = new NlpRule() {
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            String state = location.split(",")[1];
            if (state.length() == 2) {
                return true;
            }
            return false;
        }

    };

}

RuleSet.java

public class RuleSet {
    private List<NlpRule> rules;

    public RuleSet() {
        rules = new ArrayList<NlpRule>();
    }

    public RuleSet(List<NlpRule> rules) {
        this.rules = rules;
    }

    public void add(NlpRule rule) {
        rules.add(rule);
    }

    public boolean apply(Object object) throws Exception {
        boolean state = false;
        for (NlpRule rule : rules) {
            state = (boolean) rule.apply(object);
        }
        return state;
    }
}

RuleSets.java

import com.hgdata.design.one.NlpRule;
import com.hgdata.design.one.RuleSet;

public class RuleSets {
    private RuleSets() {

    }

    public static RuleSet isValidLocation() {
        RuleSet ruleSet = new RuleSet();
        ruleSet.add(NlpRule.CITY_NOT_NULL);
        ruleSet.add(NlpRule.STATE_NOT_NULL);
        ruleSet.add(NlpRule.COUNTRY_US);
        ruleSet.add(NlpRule.STATE_ABBREVIATED);
        return ruleSet;
    }
}

Main.java

public class Main {
    public static void main(String... args) {
        String location = "Santa Barbara,CA,USA";
        RuleSet ruleSet = RuleSets.isValidLocation();
        try {
            boolean isValid = (boolean) ruleSet.apply(location);
            System.out.println(isValid);
        } catch (Exception e) {
            e.getMessage();
        }
    }
}

更好的设计方法/模式？ 如您所见，设计 2 摆脱了接口(interface)和枚举。它改为使用抽象类。我仍然想知道是否有更好的设计模式/方法来实现它。

使用初始化 block 进行实例化:

现在在上述两种设计的情况下。比如说，如果我需要实例化一个外部类以在我的应用逻辑中使用它，那么我将被迫使用我不完全知道是否是一个好习惯的初始化程序 block 。请参阅以下此类场景的示例:

设计 1:

...
STATE_ABBREVIATED(new Rule() {
        private CustomParser parser;

        {
            parser = new CustomParser();
        }

        @Override
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            location = parser.parse(location);
            String state = location.split(",")[1];
            if (state.length() == 2) {
                return true;
            }
            return false;
        }

    });
...

设计 2:

...
public final static NlpRule STATE_ABBREVIATED = new NlpRule() {
        private CustomParser parser;

        {
            parser = new CustomParser();
        }
        public Object apply(Object object) {
            String location = (String) object;
            location = parser.parse(location);
            String state = location.split(",")[1];
            if (state.length() == 2) {
                return true;
            }
            return false;
        }

    };
...

Java 高手请多指教!如果您发现上述两种设计中的任何缺陷，请指出。我需要了解与每种设计相关的优缺点，以帮助我做出正确的决定。我正在研究一些用户在评论中建议的 lambda、谓词和其他几种模式。

最佳答案

这是一个有趣的问题，有很多可能的答案。在某种程度上，解决方案将取决于个人喜好。我经常遇到类似的问题，有以下建议。请注意，这些对我有用，但可能不适合您的需求。

使用 枚举。从长远来看，我觉得它们在错误检查和可以有效使用它们的有用容器(EnumSet 等)方面比 private static 成员有很多优势。
在抽象类之上使用接口(interface)。在 Java 8 之前，有一些有用的理由使用抽象类。对于 default 成员，现在没有充分的理由(只是我的看法 - 我相信其他人会不同意)。一个枚举可以实现一个接口(interface)。
在 Java 8 中，与每个“规则”相关的逻辑都可以嵌入到 lambda 表达式中，这使得枚举的初始化代码更加清晰。
保持 lambdas 非常短——最多只有一两个命令(最好是一个没有 block 的表达式)。这意味着将任何复杂的逻辑拆分为单独的方法。
使用单独的枚举对规则进行分类。没有充分的理由将它们全部合二为一，通过将它们拆分出来，您可以通过准确地使用与其域相关的 lambda 表达式来简化构造函数。请参阅下面的示例以了解我的意思。
如果您有层次结构的规则，请使用复合设计模式。它既灵活又健壮。

因此，将这些建议放在一起，我会提出如下建议:

interface LocationRule{
    boolean isValid(Location location);
}

enum ValidValueRule implements LocationRule {
    STATE_NOT_NULL(location -> location.getState() != null),
    CITY_NOT_NULL(location -> location.getCity() != null);

    private final Predicate<Location> locationPredicate;
    ValidValueRule(Predicate<Location> locationPredicate) {
        this.locationPredicate = locationPredicate;
    }

    public boolean isValid(Location location) {
        return locationPredicate.test(location);
    }
}

enum StateSizeRule implements LocationRule {
    IS_BIG_STATE(size -> size > 1000000),
    IS_SMALL_STATE(size -> size < 1000);

    private final Predicate<Integer> sizePredicate;
    StateSize(Predicate<Integer> sizePredicate) {
        this.sizePredicate = sizePredicate;
    }
    public boolean isValid(Location location) {
        return sizePredicate.test(location.getState().getSize());
    }
}

class AllPassRule implements LocationRule {
    private final List<LocationRule > rules = new ArrayList<>();
    public void addRule(LocationRule rule) {
        rules.add(rule);
    }
    public boolean isValid(Location location) {
        return rules.stream().allMatch(rule -> rule.isValid(location));
    }
}

class AnyPassRule implements LocationRule {
    private final List<LocationRule > rules = new ArrayList<>();
    public void addRule(LocationRule rule) {
        rules.add(rule);
    }
    public boolean isValid(Location location) {
        return rules.stream().anyMatch(rule -> rule.isValid(location));
    }
}

class NegateRule implements LocationRule {
    private final Rule rule;
    public NegateRule(Rule rule) {
        this.rule = rule;
    }
    public boolean isValid(Location location) {
        return !rule.isValid(location);
    }
}

因此，例如，要实现位置必须位于城市或不小的州的规则:

AnyPassRule cityOrNonSmallState = new AnyPassRule();
cityOrNonSmallState.addRule(ValidValueRule.CITY_NOT_NULL);
cityOrNonSmallState.addRule(new NegateRule(StateSize.IS_SMALL_STATE));
return cityOrNonSmallState.isValid(location);

关于java - 在 Java 中设计规则引擎的有效设计模式/风格是什么？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/30430818/

中设 java location public strong class design-patterns enums anonymous-class

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