不可变对象，深层次克隆等总结

   前面有篇自己总结的文章，是用final方法标注引用的，引用为final，表名这个引用只能指向这个对象，不能改变，但是对象本身可以变，java没有关键字来帮你实现不可变对象，必须自己写实现方法（thinking in java上面说“读者可以自己想”）。
    不可变对象的几个基本原则：
1.class要声明为final
2.所有属性都声明为private访问权限
3.只提供get方法，不提供set方法
4.提供构造方法，并且在构造方法中初始化所有你想初始化的数据
5.类中有组合情况发生时，从get方法得到组合对象之前，先克隆这个对象。
6.组合对象传递给构造函数的时候，也要先克隆一份。
1.一般不可变类是这样的：

public final class Example
{
	private String userName;
	private String password;
	public Example(String userName,String password)
	{
		this.userName = userName;
		this.password = password;
	}
	public String getPassword()
	{
		return password;
	}
	public String getUserName()
	{
		return userName;
	}
	
}

原理如下：
声明为final，以防它被子类继承修改，所以参数都是private，不能直接访问，而只能通过get访问，但是没有set方法，所以不能设定值，而值的设定是在构造器中设置的，这样就形成了不可变的类。它的属性都是String或者可以是一些基本类型，不需要克隆，而String本身就是final修饰的类，也是恒定的。这些都是很容易想到的。
    现在扩展一下，类中需要组合另一个对象，也就是说，不光只有基本类型了，还有引用类型。下面是复杂一些的情况

这是另一个类，他要被组合到Example中

public class Address
{
	private String homeAddr;
	private String mail;
	private int code;
	public Address(String homeAddr, String mail, int code)
	{
		super();
		this.homeAddr = homeAddr;
		this.mail = mail;
		this.code = code;
	}
	//以下是get/set，省略....
}

现在修改Example为Example1，加入了Address类的组合。

public class Example1
{
	private String userName;
	private String password;
	private Address address;
	public Example1(String userName,String password,Address address)
	{
		this.userName = userName;
		this.password = password;
		this.address = address;
	}
	public String getPassword()
	{
		return password;
	}
	public String getUserName()
	{
		return userName;
	}
	public Address getAddress()
	{
		return address;
	}		
}

现在这个类，貌似符合了不可变类的原则（1-4条），现在来测试一下。

public class TestExample1
{
	public static void main(String[] args)
	{
		// 先填充Address对象
		Address address = new Address("大拐弯幼儿园", "daguanwai.com", 1);
		// 填充Example1
		Example1 e1 = new Example1("王小黑", "123", address);
		Address temp = e1.getAddress();
		System.out.println("王小黑上的幼儿园名字是: " + temp.getHomeAddr());
		// 修改address
		address.setHomeAddr("大黄豆劳改所");
		System.out.println("王小黑上的幼儿园名字是: " + temp.getHomeAddr());

	}
}
打印结果：
王小黑上的幼儿园名字是: 大拐弯幼儿园
王小黑上的幼儿园名字是: 大黄豆劳改所

还是发生了改变,没达到不可变类的目的。

2.java总是按值传递的，引用的值就是地址，前面的blog已经说过(http://doubleeo.iteye.com/admin/blogs/310082)，所以现在共享的是同一个address ，对address的修改，都会体现在Example1 上面，为了达到不可变类的效果，要用克隆。
所以Example1修改成如下这样

public class Example1
{
	private String userName;
	private String password;
	private Address address;
	public Example1(String userName,String password,Address address)
	{
		this.userName = userName;
		this.password = password;
		this.address = (Address)address.clone();
	}
	public String getPassword()
	{
		return password;
	}
	public String getUserName()
	{
		return userName;
	}
	public Address getAddress()
	{
		return (Address)address.clone();
	}		
}

当然Address给重写clone方法

public class Address implements Cloneable
{
	private String homeAddr;
	private String mail;
	private int code;
	//构造方法及get/set省略...
	@Override
	protected Object clone()
	{
		try
		{
			return super.clone();
		}
		catch (Exception e)
		{
			throw new InternalError();
		}		
	}		
}
再测试一下Example1
打印结果：
王小黑上的幼儿园名字是: 大拐弯幼儿园
王小黑上的幼儿园名字是: 大拐弯幼儿园

这次正确了，把example1塑造为不可变的了。

以上的克隆叫浅克隆(Shallow Cloning)

3.再近一步复杂，Example1中还是组合，但是这次组合的是容器，像List这种，用来装对象引用的容器，如果你还按刚才那种clone方法，肯定是达不到目的了，虽然List本身的引用克隆了一个新的，但是里面包裹着的对象的引用，还是那一份，所有改变它还是会破坏不可变类，因此要用到深层克隆（Deep Cloning）
修改后的版本如下

public class Example1
{
	private String userName;
	private String password;
	private List<Address> address;
	public Example1(String userName,String password,List<Address> address)
	{
		this.userName = userName;
		this.password = password;
		this.address = cloneAddress(address);
	}
	public String getPassword()
	{
		return password;
	}
	public String getUserName()
	{
		return userName;
	}
	public List<Address> getAddress()
	{
		return cloneAddress(address);
	}
        //深层次clone方法
	private List<Address> cloneAddress(List<Address> address){
		int size = address.size();
		List<Address> newList = new ArrayList<Address>(size);
		for(Address addr:address)
			newList.add((Address)addr.clone());
		
		return newList;
	}		
}

也就是说，要把容器中的每个引用再一次克隆，如果引用是一个List，那么就要再把这个List中的所有引用再克隆。
最后再总结一下：

1.class要声明为final
2.所有属性都声明为private访问权限
3.只提供get方法，不提供set方法
4.提供构造方法，并且在构造方法中初始化所有你想初始化的数据
5.类中有组合情况发生时，从get方法得到组合对象之前，先克隆这个对象。
6.组合对象传递给构造函数的时候，也要先克隆一份。
7.如果浅克隆不能符合不可变对象的正常行为，就要实现深层克隆

评论

1 楼 Corwen 2012-04-18  

class要声明为final 不一定需要这个吧