Неизменяемый интерфейс

В объектно-ориентированном программировании « неизменяемый интерфейс » — это шаблон проектирования неизменяемого объекта . Шаблон неизменяемого интерфейса предполагает определение типа, который не предоставляет никаких методов , изменяющих состояние. Объекты, на которые ссылается этот тип, не имеют изменяемого состояния и кажутся неизменяемыми.

Пример

Ява

Рассмотрим класс Java, который представляет двумерную точку.

public class Point2D {
    private int x;
    private int y;
    public Point2D(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; }

    public int getX() { return this.x; }
    public int getY() { return this.y; }

    public void setX(int newX) { this.x = newX; }
    public void setY(int newY) { this.y = newY; }
}

Класс Point2D изменчив: его состояние можно изменить после создания, вызвав любой из методов установки ( setX() или setY()).

Неизменяемый интерфейс для Point2D можно определить как:

public interface ImmutablePoint2D {
    public int getX();
    public int getY();
}

Заставив Point2D реализовать ImmutablePoint2D, клиентский код теперь может ссылаться на тип, который не имеет изменяющих методов и, таким образом, выглядит неизменяемым. Это продемонстрировано в следующем примере:

ImmutablePoint2D point = new Point2D(0,0);  // a concrete instance of Point2D is referenced by the immutable interface
int x = point.getX(); // valid method call
int y = point.setX(42); // compile error: the method setX() does not exist on type ImmutablePoint2D

Ссылаясь только на неизменяемый интерфейс, нельзя вызывать метод, который изменяет состояние конкретного объекта.

Преимущества

• Четко сообщает неизменное намерение типа.
• В отличие от типов, реализующих шаблон Immutable Wrapper , ему не нужно «отменять» мутирующие методы, выдавая инструкцию « Нет операции » или выдавая исключение времени выполнения при вызове мутирующего метода.

Недостатки

• Экземпляры, на которые ссылается неизменяемый тип интерфейса, могут быть приведены к их конкретному изменяемому типу и изменено их состояние. Например:

  public void mutate(ImmutablePoint2D point) {
      ((Point2D)point).setX(42); // this call is legal, since the type has
                                 // been converted to the mutable Point2D class
  }
  

• Конкретные классы должны явно заявить, что они реализуют неизменяемый интерфейс. Это может быть невозможно, если конкретный класс «принадлежит» стороннему коду, например, если он содержится в библиотеке.
• Объект на самом деле не является неизменяемым и, следовательно, не подходит для использования в структурах данных, основанных на неизменности, таких как хэш-карты. И объект может быть изменен одновременно с «изменяемой стороны».
• Некоторые оптимизации компилятора, доступные для неизменяемых объектов, могут быть недоступны для изменяемых объектов.

Альтернативы

Альтернативой неизменяемому шаблону интерфейса является неизменяемый шаблон-оболочка .

Постоянные структуры данных фактически неизменяемы, но при этом допускают изменение их представлений.