前瞻｜Java 21 新特性 String Templates（字串模版）

在日常寫Java的時候，對於字串的操作是非常普遍的，其中最常見的就是對字串的組織。也因為這個操作非常普遍，所以誕生了很多方案，總下來大概有這麼幾種：

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

下面，我們一起來學習一下Java 21中的新方案！如果您對於上面這些還不熟悉的話，建議可以先看一下這篇《Java自帶的4種字串組織和格式化方法》，瞭解以前的機制，這樣與最新的處理方案做對比，理解會更深刻。

模版表示式

在Java 21中處理字串的新方法稱為：Template Expressions，即：模版表示式。

模版表示式是Java語言中的一種新表示式。它可以執行字串插值，幫助開發人員通過程式設計的方式安全高效地組織字串。此外，模板表示式不僅僅可以用於組織字串，它還可以根據特定模型的規則將結構化文字轉換為任何型別的物件。

下面通過一個簡單的案例來認識一下它：

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

上述程式碼中的第2行就是一個模版表示式，其中主要包含三個部分：

模版處理器：STR
包含內嵌表示式（\{blog}）的模版
通過.把前面兩部分組合起來，形式上類似方法呼叫

當模版表示式執行的時候，模版處理器會將模版內容與內嵌表示式的值組合起來，生成結果，所以上面案例中的字串str在執行時的結果為：My blog is blog.didispace.com。

多行模版表示式

還記得之前我們的Java新特性專欄中，介紹過Java 15中的文字塊特性嗎？類似下面這樣的寫法：

String html = """
    <html>
    <body>
      <h1>Java 15 新特性：文字塊 ｜ 程式猿DD</h1>
      <p>didispace.com</p>
    </body>
    </html>
    """;

模版表示式也支援類似的多行字串處理，所以開發者可以用它來方便的組織html、json、xml等字串內容，比如下面這樣：

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

STR模版處理器

上面案例中我們所用的STR模版處理器中的內嵌表示式都採用了字串內容，而實際上STR模版處理器還有更多的用途。

內嵌表示式中還可以之前數學運算，比如：

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

最終s字串結果為：10 + 20 = 30

內嵌表示式中還可以呼叫方法，比如：

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

假設getMyBlog方法返回的內容為blog.didispace.com，那麼最終s字串結果為：My blog is blog.didispace.com。

內嵌表示式中還可以存取物件的成員變數，比如：

User u = new User("didi", "blog.didispace.com"); // 建構函式引數為name屬性和blog屬性
String s = STR."\{u.name}的部落格地地址為：+ \{u.blog}";

最終s字串結果為：didi的部落格地址為：blog.didispace.com。

FMT模版處理器

除了STR模版處理器之外，Java中還提供了另外一個模版處理器：FMT。FMT模版處理器除了與STR模版處理器一樣提供插值能力之外，還提供了左側的格式化處理。下面通過例子來直接理解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()}
    """;

上面這塊是由STR模版處理器組織字串表格資料，從模版表示式來看是非常整齊的，但是由於模版中內嵌表示式的值長短不一，最終輸出結果很有可能差強人意，比如STR模版處理器處理後的結果是這樣的：

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

為了解決這個問題，就可以採用FMT模版處理器，在每一列左側定義格式

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()}
    """;

這樣的結果將是如下這樣，獲得一個整齊的結果：

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

關於Java 21中推出的String Templates特性還有很多高階能力，比如：自定義模版處理器等。因為該特性還處於Preview階段，所以DD也還沒有深入研究，僅嚐鮮了一下基本功能，如果您對其他高階能力感興趣，也可以通過官網學習。等該功能正式釋出之後，我會在 Java新特性專欄中更新解讀所有內容，歡迎關注與收藏。

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