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本篇文章為大家展示了Java中不可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么,內(nèi)容簡明扼要并且容易理解,絕對能使你眼前一亮,通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。
不可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的好處
不可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有顯著優(yōu)勢,例如:
沒有無效的狀態(tài)
線程安全
易于理解的代碼
更容易測試代碼
可用于值類型
沒有無效的狀態(tài)
當一個對象是不可變的時,很難讓對象處于無效狀態(tài)。該對象只能通過其構(gòu)造函數(shù)實例化,這將強制對象的有效性。這樣,可以強制執(zhí)行有效狀態(tài)所需的參數(shù)。一個例子:
Address address = new Address(); address.setCity("Sydney"); // address is in invalid state now, since the country hasn't been set. Address address = new Address("Sydney", "Australia"); // Address is valid and doesn't have setters, so the address object is always valid.
線程安全
由于無法更改對象,因此可以在線程之間共享它,而不會出現(xiàn)競爭條件或數(shù)據(jù)突變問題。
易于理解的代碼
與無效狀態(tài)的代碼示例類似,使用構(gòu)造函數(shù)通常比初始化方法更容易。這是因為構(gòu)造函數(shù)強制執(zhí)行必需的參數(shù),而setter或initializer方法在編譯時不會強制執(zhí)行。
更易于測試的代碼
由于對象更具可預測性,因此不必測試初始化方法的所有排列,即在調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)時,該對象有效或無效。使用這些類的代碼的其他部分變得更可預測,具有更少的NullPointerException機會。有時,當傳遞對象時,有些方法可能會改變對象的狀態(tài)。例如:
public boolean isOverseas(Address address) { if(address.getCountry().equals("Australia") == false) { address.setOverseas(true); // address has now been mutated! return true; } else { return false; } }
一般來說,上面的代碼是不好的做法。它返回一個布爾值,并可能改變對象的狀態(tài)。這使得代碼更難理解和測試。更好的解決方案是從Address 類中刪除setter ,并通過測試國家名稱返回一個布爾值。更好的方法是將此邏輯移動到 Address 類本身(address.isOverseas())。當確實需要設置狀態(tài)時,在不改變輸入的情況下制作原始對象的副本。
可用于值類型
想象一下金額,比如10美元。10美元將永遠是10美元。在代碼中,這可能看起來像 public Money(final BigInteger amount, final Currency currency)。正如您在此代碼中看到的那樣,不可能將10美元的值更改為除此之外的任何值,因此,上述內(nèi)容可以安全地用于值類型。
最終引用不要使對象不可變
如前所述,我經(jīng)常遇到的問題之一是這些開發(fā)人員中的很大一部分并不完全理解最終引用和不可變對象之間的區(qū)別。似乎這些開發(fā)人員的共同理解是,變量成為最終的那一刻,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變得不可變。不幸的是,這并不是那么簡單,我想一勞永逸地把這種誤解帶出世界:
A final reference does not make your objects immutable!
換句話說,下面的代碼并沒有使對象不變:
final Person person = new Person("John");
為什么不?好吧,雖然person是最后一個字段而且無法重新分配,但是 Person類可能有一個setter方法或其他mutator方法,可以執(zhí)行如下操作:
person.setName("Cindy");
無論最終修飾符如何,這都是一件非常容易的事情。或者, Person類可能會公開這樣的地址列表。訪問此列表允許您向其添加地址,因此,如下所示改變 person對象:
person.getAddresses().add(new Address("Sydney"));
好了,既然我們已經(jīng)解決了這個問題,那么讓我們深入了解一下我們?nèi)绾问诡惒豢勺?。在設計我們的類時,我們需要記住幾件事:
不要以可變的方式暴露內(nèi)部狀態(tài)
要在內(nèi)部改變狀態(tài)
確保子類不會覆蓋上述行為
根據(jù)以下準則,讓我們設計一個更好的Person class 版本 。
public final class Person {// final class, can't be overridden by subclasses private final String name; // final for safe publication in multithreaded applications private final List<Address> addresses; public Person(String name, List<Address> addresses) { this.name = name; this.addresses = List.copyOf(addresses); // makes a copy of the list to protect from outside mutations (Java 10+). // Otherwise, use Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(addresses)); } public String getName() { return this.name; // String is immutable, okay to expose } public List<Address> getAddresses() { return addresses; // Address list is immutable } } public final class Address { // final class, can't be overridden by subclasses private final String city; // only immutable classes private final String country; public Address(String city, String country) { this.city = city; this.country = country; } public String getCity() { return city; } public String getCountry() { return country; } }
現(xiàn)在,可以使用以下代碼:
import java.util.List; final Person person = new Person("John", List.of(new Address(“Sydney”, "Australia"));
現(xiàn)在,上面的代碼是不可變的,但是由于Person 和 Address 類的設計 ,同時還有最終引用,因此無法將person變量重新分配給其他任何東西。
更新:正如有些人提到的,上面的代碼仍然是可變的,因為我沒有在構(gòu)造函數(shù)中復制地址列表。因此,如果不在ArrayList() 構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用new ,仍然可以執(zhí)行以下操作:
final List<Address> addresses = new ArrayList<>(); addresses.add(new Address("Sydney", "Australia")); final Person person = new Person("John", addressList); addresses.clear();
上述內(nèi)容就是Java中不可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么,你們學到知識或技能了嗎?如果還想學到更多技能或者豐富自己的知識儲備,歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。
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