java中创建不可变的类-mile米乐体育

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简介：本文主要介绍java中不可变类的相关知识，文章中大部分内容来自博客，博客地址见以下链接

creating immutable classes in java

小编不去纠结原文中，为什么标题是immutable class，正文却上来便问what is immutable object。相信，学java的人，都应该知道class和object确切表示什么意思。

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。

总结，文章的最后还是那句话，要根据自己的实际需要，去设计代码，而不要过度设计。

译文链接：http://www.codeceo.com/article/java-create-immutable-classes.html
英文原文：creating immutable classes in java
翻译作者：码农网 – 栗子蜀黍
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