java - Java中不可变和可变对象的设计

Question

我的问题与 API 设计有关。

假设我正在设计一个 vector (数学/物理意义)。我想要一个不可变的实现和一个可变的实现。

我的 vector 看起来像这样:

public interface Vector {
  public float getX(); public float getY();
  public X add(Vector v);
  public X subtract(Vector v);
  public X multiply(Vector v);
  public float length();
}

我想知道如何确保同时拥有可变和不可变的实现。我不太喜欢 java.util.List 的方法(默认允许可变性)和 Guava 的不可变实现所具有的 UnsupportedOperationException()。

如何使用这两种实现设计一个“完美”的接口(interface)或抽象类 Vector？

我想过这样的事情:

public interface Vector {
  ...
  public Vector add(Vector v);
  ...
}
public final class ImmutableVector implements Vector {
  ...
  public ImmutableVector add(Vector v) {
    return new ImmutableVector(this.x+v.getX(), this.y+v.getY());
  }
  ...
}
public class MutableVector implements Vector {
  ...
  public MutableVector add(Vector v) {
    this.x += v.getX();
    this.y += v.getY();
    return this;
  }
  ...
}

总而言之，我想检查一下这种方法是否存在明显的设计缺陷，它们是什么，我应该怎么做才能修复这些缺陷？

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注意:“vector ”是更一般用例的示例。为了我的问题，我可以选择重写 List 接口(interface)或其他任何东西。请关注更一般的用例。

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最后的选择，在下面的答案之后，基于有人解释但现在编辑的 Joda-time:

/** Basic class, allowing read-only access. */
public abstract class ReadableVector {
  public abstract float getX(); public abstract float getY();
  public final float length() {
    return Vectors.length(this);
  }
  // equals(Object), toString(), hashCode(), toImmutableVectors(), mutableCopy()
}
/** ImmutableVector, not modifiable implementation */
public final class ImmutableVector extends ReadableVector implements Serializable {
  // getters
  // guava-like builder methods (copyOf, of, etc.)
}
/** Mutable implementation */
public class Vector extends ReadableVector implements Serializable {
  // fields, getters and setters
  public void add (ReadableVector v) {/* delegate to Vectors */}
  public void subtract(ReadableVector v) {/* delegate to Vectors */}
  public void multiply(ReadableVector v) {/* delegate to Vectors */}
}
/** Tool class containing all the logic */
public final class Vectors {
  public static ImmutableVector add(ReadableVector v1, ReadableVector v2) {...}
  public static void addTo(Vector v1, ReadableVector v2) {...}
  ...
}

我将 Vector 从接口(interface)更改为抽象类，因为基本上 vector 不应该是其他任何东西。

谢谢大家。

Answer 1

作为您的 Vector 库的用户，我不希望有一个修改当前对象的 add 实现和另一个(相同接口(interface)的)add 实现返回一个新的。

最好有一组清晰的不修改当前对象的方法，然后在可变 vector 中有额外的方法来修改当前对象。