Java，使类不可变

Question

我在网上发现了这个练习，其中我有两个类，我应该使 Tutor 类不可变。但是，我唯一能想到的就是将 final 添加到 name 字段。当谈到构造函数时，我认为我不需要更改 name 变量的初始化，因为 String 是不可变的。我不确定如何处理集合以及如何使构造函数的这一部分不可变。 根据练习，我不应该更改 Student 类(我可以看到它是可变的)

public class Student {    
    private String name;
    private String course;

    public Student(String name, String course) {    
        this.name = name;
        this.course = course;    
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getCourse() {
        return course;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setCourse(String course) {
        this.course = course;
    }
}

public final class Tutor {
    private String name;
    private final Set<Student> tutees;

    public Tutor(String name, Student[] students) {
        this.name = name;
        tutees = new HashSet<Student>();
        for (int i = 0; i < students.length; i++)
            tutees.add(students[i]);
    }

    public Set<Student> getTutees() {
        return Collections.unmodifiableSet(tutees);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

Answer 1

Tutor类呈现出许多促进其不变性的方面:

• 类(class)已结束
• Set<Student>受到保护以防止修改
• 没有方法允许直接更改类的状态

但是，构造函数的防御性副本并不完整。
它还必须复制 Student s 传递的数组元素。否则，构造函数的客户端可能会更改它们的任何实例，并使 Tutor实例可变，例如:

Student[] students = ...;
Tutor tutor = new Tutor(name, students);
students[0].setName("new Name!"); // break the immutability of Tutor

你应该写这样的内容:

public Tutor(String name, Student[] students){
  this.name = name;
  tutees = new HashSet<Student>();
  for (Student student : students){   
      Student copy = new Student(student.getName(), 
                                    student.getCourse());
      tutees.add(copy);
   }     
}

另外请注意 Set返回者 getTutees()不可修改，但其中包含的元素为 Student是可变的。 因此，为了使 Tutor 不可变，您还必须在返回 getTutees() 时创建 Student 元素的副本。例如:

public Set<Student> getTutees(){
   Set<Student> students = new HashSet<>();
   for (Student student : tutees){
      Student copy = new Student(student.getName(), 
                                    student.getCourse());
      students.add(copy);
   }     
   return Collections.unmodifiableSet(students);
}

正如您可能注意到的，在这些条件下获得不变性(我们希望不可变的实例，但包含引用可变实例的集合)需要编写更多代码(用于读取/维护/测试)并执行更多处理(执行速度较慢)。
如果Student是一个不可变的类，原来的getTutees()原来的构造函数就足够了。