Java 如何创建Immutable类

Java中的不可变类意味着一旦对象被创建，我们就不能改变其内容。在Java中，所有的封装类（如Integer, Boolean, Byte, Short）和String类都是不可变的。我们也可以创建我们自己的不可变的类。在继续之前，先了解一下不可变性的特点，以便在实现时有一个好的理解。以下是一些要求。

• 该类必须被声明为final，以便不能创建子类。
• 类中的数据成员必须被声明为私有，这样就不允许直接访问。
• 类中的数据成员必须被声明为final，这样我们就不能在对象创建后改变它的值。
• 一个参数化的构造函数应该初始化所有的字段，进行深度拷贝，这样数据成员就不能用对象引用来修改。
• 对象的深度拷贝应该在getter方法中执行，以返回一个拷贝，而不是返回实际的对象引用)

注意： 不应该有设置器，或者更简单地说，不应该有改变实例变量值的选项。

例子

// Java Program to Create An Immutable Class
 
// Importing required classes
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
// Class 1
// An immutable class
final class Student {
 
    // Member attributes of final class
    private final String name;
    private final int regNo;
    private final Map<String, String> metadata;
 
    // Constructor of immutable class
    // Parameterized constructor
    public Student(String name, int regNo,
                   Map<String, String> metadata)
    {
 
        // This keyword refers to current instance itself
        this.name = name;
        this.regNo = regNo;
 
        // Creating Map object with reference to HashMap
        // Declaring object of string type
        Map<String, String> tempMap = new HashMap<>();
 
        // Iterating using for-each loop
        for (Map.Entry<String, String> entry :
             metadata.entrySet()) {
            tempMap.put(entry.getKey(), entry.getValue());
        }
 
        this.metadata = tempMap;
    }
 
    // Method 1
    public String getName() { return name; }
 
    // Method 2
    public int getRegNo() { return regNo; }
   
    // Note that there should not be any setters
 
    // Method 3
    // User -defined type
    // To get meta data
    public Map<String, String> getMetadata()
    {
 
        // Creating Map with HashMap reference
        Map<String, String> tempMap = new HashMap<>();
 
        for (Map.Entry<String, String> entry :
             this.metadata.entrySet()) {
            tempMap.put(entry.getKey(), entry.getValue());
        }
        return tempMap;
    }
}
 
// Class 2
// Main class
class GFG {
 
    // Main driver method
    public static void main(String[] args)
    {
 
        // Creating Map object with reference to HashMap
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
 
        // Adding elements to Map object
        // using put() method
        map.put("1", "first");
        map.put("2", "second");
 
        Student s = new Student("ABC", 101, map);
 
        // Calling the above methods 1,2,3 of class1
        // inside main() method in class2 and
        // executing the print statement over them
        System.out.println(s.getName());
        System.out.println(s.getRegNo());
        System.out.println(s.getMetadata());
 
        // Uncommenting below line causes error
        // s.regNo = 102;
 
        map.put("3", "third");
        // Remains unchanged due to deep copy in constructor
        System.out.println(s.getMetadata());
        s.getMetadata().put("4", "fourth");
        // Remains unchanged due to deep copy in getter
        System.out.println(s.getMetadata());
    }
}

输出

ABC
101
{1=first, 2=second}
{1=first, 2=second}
{1=first, 2=second}

在这个例子中，我们创建了一个名为学生的最终类。它有三个最终的数据成员，一个参数化的构造函数，以及getter方法。请注意，这里没有setter方法。另外，请注意，我们不需要对封装类型的数据成员进行深度复制或克隆，因为它们已经是不可变的了。