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达内浅析java中创建不可变的类

  • 时间:2016-04-25
  • 发布:厦门Java培训
  • 来源:码农网


    厦门达内java培训专家聊一下java开发中,不可变的类相关知识。

什么是不可变对象?

    如果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。

总结:

    达内java培训专家提议,大家做java开发,要根据实际情况,去设计代码,不要过度设计。







原文链接:http://www.codeceo.com/article/java-create-immutable-classes.html
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