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如果問(wèn)你在日常開(kāi)發(fā)中用到的最多的一個(gè) Java? 類(lèi)是什么，阿粉敢打賭絕對(duì)是 String.class?。說(shuō)到 String? 大家都知道 String 是一個(gè)不可變的類(lèi)；雖然用的很多，那不知道小伙伴們有沒(méi)有想過(guò)怎么樣創(chuàng)建一個(gè)自己的不可變的類(lèi)呢？這篇文章阿粉就帶大家來(lái)實(shí)踐一下，創(chuàng)建一個(gè)自己的不可變的類(lèi)。

專(zhuān)注于為中小企業(yè)提供網(wǎng)站設(shè)計(jì)、網(wǎng)站建設(shè)服務(wù),電腦端+手機(jī)端+微信端的三站合一,更高效的管理,為中小企業(yè)崇明免費(fèi)做網(wǎng)站提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。我們立足成都，凝聚了一批互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)人才，有力地推動(dòng)了千余家企業(yè)的穩(wěn)健成長(zhǎng)，幫助中小企業(yè)通過(guò)網(wǎng)站建設(shè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)充和轉(zhuǎn)變。

特性

在手動(dòng)編寫(xiě)代碼之前，我們先了解一下不可變類(lèi)都有哪些特性，

定義類(lèi)的時(shí)候需要使用final? 關(guān)鍵字進(jìn)行修飾：之所以使用 final 進(jìn)行修飾是因?yàn)檫@樣可以避免被其他類(lèi)繼承，一旦有了子類(lèi)繼承就會(huì)破壞父類(lèi)的不可變性機(jī)制；

成員變量需要使用fina?l 關(guān)鍵詞修飾，并且需要是 private 的：避免屬性被外部修改；

成員變量不可提供setter? 方法，只能提供 getter 方法：避免被外部修改，并且避免返回成員變量本身；

提供所有字段的構(gòu)造函數(shù)；

實(shí)操

知道了不可變類(lèi)的一些基本特性之后，我們來(lái)實(shí)際寫(xiě)代碼操作一下，以及我們會(huì)驗(yàn)證一下，如果不按照上面的要求來(lái)編寫(xiě)的話(huà)，會(huì)出現(xiàn)什么樣的問(wèn)題。

這里我們定義一個(gè) Teacher? 類(lèi)來(lái)測(cè)試一下，按照我們上面提到的幾點(diǎn)，我們給類(lèi)和屬性的定義都加上 final 代碼如下所示。

package com.example.demo.immutable;

import java.util.List;
import java.util.Map;

public final class Teacher {
  private final String name;
  private final List students;
  private final Address address;
  private final Map metadata;

  public Teacher(String name, List students, Address address, Map metadata){
    this.name = name;
    this.students = students;
    this.address = address;
    this.metadata = metadata;
  }

  public String getName(){
    return name;
  }


  public List getStudents(){
    return students;
  }

  public Address getAddress(){
    return address;
  }

  public Map getMetadata(){
    return metadata;
  }
}

package com.example.demo.immutable;

public class Address {
  private String country;
  private String city;

  public String getCountry(){
    return country;
  }

  public void setCountry(String country){
    this.country = country;
  }

  public String getCity(){
    return city;
  }

  public void setCity(String city){
    this.city = city;
  }
}

我們思考一下，上面的代碼是否真正的做到了不可變，好，我們思考三秒鐘，心里默默的數(shù)三下。為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們看下下面的測(cè)試代碼。

package com.example.demo;

import com.example.demo.immutable.Address;
import com.example.demo.immutable.Teacher;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * 

 * Function：

 * Author：@author Silence

 * Date：2022-11-22 21:17

 * Desc：無(wú)

 */
public class ImmutableDemo {

  public static void main(String[] args){
    List students = new ArrayList<>();
    students.add("鴨血粉絲 1");
    students.add("鴨血粉絲 2");
    students.add("鴨血粉絲 3");
    Address address = new Address();
    address.setCountry("中國(guó)");
    address.setCity("深圳");
    Map metadata = new HashMap<>();
    metadata.put("hobby", "籃球");
    metadata.put("age", "29");
    Teacher teacher = new Teacher("Java極客技術(shù)", students, address, metadata);
    System.out.println(teacher.getStudents().size());
    System.out.println(teacher.getMetadata().size());
    System.out.println(teacher.getAddress().getCity());

    // 修改屬性
    teacher.getStudents().add("小明");
    teacher.getMetadata().put("weight", "120");
    teacher.getAddress().setCity("廣州");

    System.out.println(teacher.getStudents().size());
    System.out.println(teacher.getMetadata().size());
    System.out.println(teacher.getAddress().getCity());
  }

}

運(yùn)行的結(jié)果如下截圖所示，通過(guò)測(cè)試我們可以發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單的只添加 final? 關(guān)鍵字是不能解決不可變性的，我們當(dāng)前的 teacher 實(shí)例已經(jīng)被外層修改掉了成員變量。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們還需要對(duì)我們的 Teacher? 類(lèi)進(jìn)行改造，首先我們可以想到的就是需要將 students? 和 metadata? 兩個(gè)成員變量不能直接返回給外層，否則外層的修改會(huì)直接影響到我們的不可變類(lèi)，那么我們就可以修改 getter 方法，拷貝一下成員變量進(jìn)行返回，而不是直接返回，修改代碼如下

public List getStudents(){
    return new ArrayList<>(students);
    //return students;
  }
    public Map getMetadata(){
    return new HashMap<>(metadata);
  //return metadata;
  }

我們?cè)俅芜\(yùn)行上面的測(cè)試代碼，可以看到這次的返回?cái)?shù)據(jù)如下，這次我們的 students? 和 metadate? 成員變量并沒(méi)有被外層修改掉了。但是我們的 address 成員變量還是有問(wèn)題，沒(méi)關(guān)系，我們接著往下看。

很自然的為了解決 address? 的問(wèn)題，我們想到了也是進(jìn)行一個(gè)拷貝，再調(diào)用 getter? 方法的時(shí)候返回一個(gè)拷貝對(duì)象，而不是直接返回成員變量。那我們就需要改造 Address? 類(lèi)，將其變成 Cloneable? 的即可，我們實(shí)現(xiàn) 接口，然后覆蓋一個(gè) clone 方法，代碼如下

package com.example.demo.immutable;

public class Address implements Cloneable{
  ...// 省略
  @Override
  public Address clone(){
    try {
      return (Address) super.clone();
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
      throw new AssertionError();
    }
  }
}

再修改 Teacher? 的 getAddress 方法

public Address getAddress(){
  //return address;
    return address.clone();
  }

接下來(lái)我們?cè)龠\(yùn)行一下測(cè)試代碼，結(jié)果如下，可以看到這次我們的 teacher 實(shí)例的成員變量并沒(méi)有被修改掉了，至此我們完成了一個(gè)不可變對(duì)象的創(chuàng)建！

String 的實(shí)現(xiàn)

前面我們看的是自定義實(shí)現(xiàn)不可變類(lèi)的操作，接下來(lái)我們簡(jiǎn)單看一下 String? 類(lèi)是如何實(shí)現(xiàn)不可變的，通過(guò)源碼我們可以看到 String? 也使用了關(guān)鍵字 final? 來(lái)避免被子類(lèi)繼承，以及對(duì)應(yīng)存放具體值的成員變量也使用了 final 關(guān)鍵字。

并且對(duì)外提供的方法 substring? 也是通過(guò)復(fù)制的形式對(duì)外提供的新的 String 對(duì)象。

注意阿粉這里的 JDK 版本是 19 所以可能大家版本不一致具體的實(shí)現(xiàn)不太一樣，但是本質(zhì)上都是一樣的。

網(wǎng)站欄目：Java中如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)像String一樣不可變的類(lèi)？
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