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  • Java如何创建不可变类
  • 〖不上名牌大学,就读株洲北大青鸟〗 发布人:株洲北大青鸟
  • 发表日期:2017/2/16 11:25:39 阅读数:3  
  •  
  •   class:java中class确切的表示为一个类

      object:java中object确切的表示为一个对象,也称为类的实例

      其实,如果一个类被设计成不可变的类,那么这个类的实例化对象也是不可变的。

     

      不可变类:当你获得这个类的一个实例引用时,你不可以改变这个实例的内容。

      那么,什么是不可变对象?

     

      一旦一个类的实例化对象被创建并初始化,那么它就不可以被改变。我们可以调用访问器方法(getter),复制对象,或者传递对象,但是不允许任何方法改变这个对象的状态。包装类(e.g.Integer或Float)和String类是不可变类的代表。

     

      访问器方法(accessor method):对成员变量做出访问的方法,e.g.getter()方法。

     

      修改器方法(mutator method):对成员变量做出修改的方法,e.g.setter()方法。

     

      定义一个不可变类

     

      如果我们要自己创建一个不可变类,需要遵守下面的规则:

     

      将成员变量(field:在一些书中也翻译为域)声明成final并在构造器中初始化。

      对于基本类型的成员变量,用final修饰,一旦它被初始化,就不能被改变了。而对于引用类型的成员变量,不能够改变它的引用。

     

      成员变量如果被声明称final,那么构建对象时,必须要初始化这样的域

      引用类型是可变的,我们需要采取一些措施来保证它的不可变性。

     

      为什么?如果我们只是声明了一个final的可变引用类型,那么这个引用可以去引用外部的类,或者被其他外部类引用。在这种情况下,我们要做到:

     

      1.这些方法不会改变这些可变对象中的内容

     

      2.不要将这些引用分享到外部供其他类使用,例如,如果对成员变量的引用是可以被其他类改变的,那么这些外部类就可以改变这个类中的内容。

     

      3.如果必须要返回一个引用,那么就返回一个对象的深度拷贝,这样尽管返回的对象内容改变了,但也保存着原始的内容。

     

      只提供访问器方法(i.e. getter方法)不提供修改器方法(i.e.setter方法)

      如果一定要改变这个对象的内容,那就创建一个新的不可变对象内容做相应的修改,返回修改后的对象的引用

     

      声明类是final的。如果一个类可以被继承,那么它子类就可以重载它的方法,并且修改成员变量

     

      Java API中不可变类的例子

     

      让我们来回顾一下String类,用它来理解上述的几个方面在String类实现中的体现:

     

      所有在Stirng类中成员变量都被声明成private,这些成员变量都在构造器中在构建对象时被初始化。

     

      trim concat substring 都可以改变String的对象,为了保证String的不可变性,这些方法都返回的是一个改变相应内容后新的对象。

     

      string类被声明称final,所以任何类都不能继承,重载它的方法。

     

      自己实现一个不可变类

     

      接下来我们自己实现一个不可变类ImmutableCircle。

     

      //ImmutableCircle.java

      // Point is a mutable class

      class Point {

      private int xPos, yPos;

      public Point(int x, int y) {

      xPos = x;

      yPos = y;

      }

      public String toString() {

      return "x = " + xPos + ", y = " + yPos;

      }

      int getX() { return xPos; }

      int getY() { return yPos; }

      }

      // ImmutableCircle is an immutable class – the state of its objects

      // cannot be modified once the object is created

      public final class ImmutableCircle {

      private final Point center;

      private final int radius;

      public ImmutableCircle(int x, int y, int r) {

      center = new Point(x, y);

      radius = r;

      }

      public String toString() {

      return "center: " + center + " and radius = " + radius;

      }

      public int getRadius() {

      return radius;

      }

      public Point getCenter() {

      // return a copy of the object to avoid

      // the value of center changed from code outside the class

      return new Point(center.getX(), center.getY());

      }

      public static void main(String []s) {

      System.out.println(new ImmutableCircle(10, 10, 20));

      }

      // other members are elided ...

      }

      上面的程序运行之后,打印:

     

      center: x = 10, y = 10 and radius = 20

     

      上面的程序体现了不可变类的以下几点:

     

      · 这个类被声明成final,不可以被继承,也不可以重载它的方法

     

      · 这个类的成员变量都是final并且是私有的

     

      · 因为成员变量center是一个引用类型,是可变的,所以在他的getter方法中,返回的是对point对象的拷贝

     

      设计一个不可变的类最关键的一点:

     

      要注意引用类型的成员变量,如果成员变量的类型是可变的引用类型,就必须要采取必要的措施来保护这个成员变量不会被修改

     

      不可变类不足的地方

     

      不可变对象同样也有不足的地方。为了保证不可变性,不可变类中的方法会创建出一定量的对象的拷贝。例如,在上面的代码中,每次调用getcenter方法都会新建并返回一个point对象的拷贝。而假如我们只需要调用一次,返回一个point对象,就没必要费尽心神的去设计一个不可变类,仅仅只需要一个可变的immutablecircle类就可以了。

     

      String类在很多应用场景中都会用到,如果我们调用String类中trim,concat,或者是在循环中调用substring方法,都会创建一个新的临时String对象。同时,java也提供了Stringbuffer和Stringbuilder的可变类。他们同String一样,但是却可以改变这个对象的内容。所以,我们可以根据不同的场景使用String类或者Stringbuffer/Stringbuilder类。

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