【软构】Mutable&Immutable类型

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前言

在软件构造中常常区分两种数据的两种类型，一种是`mutable`类型，另一种是`immutable`类型。`mutable`类型提供了可以改变其内部数据值的操作，其内部的值可以被重新更改。而`immutable`类型内部没有改变属性值的操作，当外部代码改变某一`immutable`类型的值时，将会构造一个新的对象而非对原来的值进行更改。

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一、Mutable类型

Mutable表示能够改变其值的类型。某个引用更改其数据的值时指向内存中同一位置，其他对该数据的引用都会发生变化。直观地说，就是操作直接作用于该对象，并使该对象发生了变化。

例如，在Java中，描述一个点的类型Point是mutable的，更改一个Point类型的对象P时，会直接更改当前对象在内存中的内容，如下图所示。

二、Immutable类型

Immutable类型表示不能够改变其值的类型。这里不能够改变其值指的是不能直接修改一个Immutable对象在内存中的内容，如果想要对这个对象中的属性值进行更改，会利用新的属性值创造一个新的对象，在内存中形成另外的空间来存储。直观地说，就是操作不直接改变当前对象，而是改变一个新的对象。在Java中基本类型及其封装对象类型都是不可变的。

例如，在Java中，描述字符串的String类型是Immutable的，更改一个String类型的对象str时，str会引用一个新的String对象而不是把原来对象的值改变，如下图所示。

三、两种类型的使用对比

空间方面：不可变类型频繁更改内容会产生大量垃圾占用空间，需要频繁的垃圾回收；而可变类型最少化拷贝，可以提高效率。

性能上：可变数据类型能够带来更好的性能，可以在多个模块间便捷地共享数据，如全局变量等。

安全上：不可变类型能够带来更高的安全性，不同模块更改对象属性时会新建一个对象而不是更改原来的对象，不会影响引用原来的对象的那些模块，杜绝了出现一些意想不到的错误。而可变类型可能造成风险，通常会通过防御式拷贝（也叫深度拷贝），向客户端返回一个全新的可变类型的对象，但是该拷贝一般不会被客户端修改， 可能造成大量的内存浪费。

四、构造一个Immutable类型的类

1）首先该类的属性可以是private final 变量名的形式，final使得这些属性一经创造就不能更改，而且private保证这些属性不能被外部代码直接访问。当然也可以不加final，那样该类的Observer观察器应该按照3）来实现

2）类中不含有改变属性的Setter这类方法。

3）如果类中存在mutable类型的属性，则初始化该属性或者使用类中的Getter方法从外部对其进行观察的时候，应该使用防御式拷贝的方式。

总结

Mutable与Immutable类型的概念和区别以及Immutable类的构造。