理解不變模式-Immutable Pattern<一>

題記：上邪?我欲與君相知?長命無絕衰?山無陵?江水為竭?冬雷陣陣?夏雨雪?天地合?乃敢與君絕

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從String說起：

用Java或C#時，如果一個字串是頻繁變化的，是不建議把該變數設為String類型的，而建議為StringBuilder，經過N次變化得到最終的字串後，再把StringBuilder轉化為String交給某個方法去處理。

不變模式會告訴我們，這是為什麼？

備註：

我學習設計模式時基本都參考閻巨集的《Java與模式》一書，該書中講述不變模式舉String這個例子時，若字串頻繁變化時建議使用StringBuffer，我原來用C#寫代碼時習慣用StringBuilder，.netframework只保證StringBuilder的公共Static成員是執行緒安全的。於是我去查看Java中StringBuilder的原碼發現該類的注釋中有這麼一句：

Wherepossible,it isrecommended that this class be used in preference to StringBufferas it will befaster under most implementations.

請注意?“wherepossible”，的意思是：在單執行緒情況下。而StringBuffer是執行緒安全的。

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不變模式的概念：

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一個物件如果可以改變自身的狀態，我們說它是可變的；如果一個物件的狀態自創建起便不可改變，我們說它是不可變的。

不變模式只涉及到一個類，這個類的內部狀態創建以後，在整個生命週期都不會發生變化，這樣的類叫做不變類，這種使用不變類的做法叫做不變模式。不變模式只有一個類，所以不需要類圖來表示。

備註：什麼是內部狀態？

在書上看，第一眼挺暈的，因為搞學術的都有這“毛病”，喜歡把簡單的東西說的很複雜，你看那些博士論文，還有一些很牛B的碩士論文就會發現這個問題。我只所以把“毛病”加引號是因為我不全盤否定這種做法，雖然他對初學者及搞應用的人來講會造成一定的障礙，但它對理論的發展卻很重要，因為我們理解這個概念以後，討論起來就會更加清晰，就像無論我們學什麼，講什麼第一步總是要先把概念講清楚，理解清楚。如果缺了這一步，費半天勁會發現不知道自己在幹什麼，這個太可怕了。

言歸正傳，所謂內部狀態，就是這個類的屬性，完了。就像WebService，一聽好神奇啊，你去看書，那理論一套一套的好幾章，說白了就是：基於Web的API，完了。

怎麼讓它不變：

使用不變類的做法就是不變模式，所謂不變類就是它的整個生命週期裡它的狀態就不會改變，那怎樣讓它的狀態（屬性）不會發生變化呢？當我們把概念講到這裡的時候，我想我們基本都會把它寫出來了：把屬性設為私有，只給Geter不給Setter就OK了。Yes！給個例子先：

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public?class?PartySchool{

????private?String?appearance;

?

????public?StringgetAppearance() {

???????return?appearance;

????}

????public?PartySchool(Stringappearance)

????{

???????this.appearance?= appearance;

????}

}

CodeIP-1

當用戶端調用的時候給予初始值：

PartySchool ps =newPartySchool(“handsome”);

那麼在PartySchool的整個生命週期裡一直都handsome，是不可變的。

特殊情況：

我家養了一條狗叫毛毛，給毛毛建個類先：

public?class?Dog{

????private?String?name;

?

????public?StringgetName() {

???????return?name;

????}

?

????public?void?setName(String name) {

???????this.name?= name;

????}

????public?Dog(Stringname)

????{

???????this.name?= name;

????}

}

CodeIP-2

顯然，我們家毛毛的名字是可以改的，比如我不叫它毛毛了給它取個英文名字叫Douglas。

順便把PartySchool這個類也修改下：

public?class?PartySchool{

????private?String?appearance;

????private?Dog?dog;

????public?StringgetAppearance() {

???????return?appearance;

????}

????public?DoggetDog() {

???????return?dog;

????}

?

????public?PartySchool(Stringappearance,Dog dog)

????{

???????this.appearance?= appearance;

???????this.dog?=dog;

????}

}

CodeIP-3

我想看到這個類會隱隱有種不詳的預感，寫個測試驗證一下：

public?static?void?main(String[] args) {

???????Dogdog =?new?Dog("maomao");

???????PartySchoolps =?new?PartySchool("handsome",dog);

???????System.out.println(ps.getAppearance());

???????System.out.println(ps.getDog().getName());

???????System.out.println("-----------------Changed--------------------");

???????dog.setName("Douglas");

???????System.out.println(ps.getAppearance());

???????System.out.println(ps.getDog().getName());

????}

CodeIP-4

悲劇的結果：

handsome

maomao

-----------------Changed--------------------

handsome

Douglas

悲劇發生了，因為不變類裡出現了可變的不和諧分子。如何把它和諧掉呢？偉大的程式師是不需要維穩經費的，我們只需要改掉一行代碼就OK了。

把PartySchool的構造函數改為：

????public?PartySchool(Stringappearance,Dog dog)

????{

???????this.appearance?= appearance;

???????DogdogClone =?new?Dog(dog.getName());

???????this.dog?=dogClone;

????}

CodeIP-5

同樣的測試用例測試結果：

handsome

maomao

-----------------Changed--------------------

handsome

maomao

好！歌舞昇平，我家毛毛還叫毛毛。