Số nguyên là bất biến

Tôi biết điều này có lẽ rất ngu ngốc, nhưng nhiều nơi cho rằng lớp Integer trong Java là không thể thay đổi, nhưng đoạn mã sau:

Integer a=3;
Integer b=3;
a+=b;
System.out.println(a);

Thực hiện mà không gặp bất kỳ sự cố nào cho kết quả (mong đợi) 6. Vì vậy, giá trị của a đã thay đổi. Điều đó không có nghĩa là Số nguyên có thể thay đổi? Câu hỏi thứ hai và một chút thừa: "Các lớp bất biến không cần các hàm tạo sao chép". Bất cứ ai quan tâm để giải thích tại sao?

Bất biến không có nghĩa là akhông bao giờ có thể bằng một giá trị khác. Ví dụ, Stringcũng là bất biến, nhưng tôi vẫn có thể làm điều này:

String str = "hello";
// str equals "hello"
str = str + "world";
// now str equals "helloworld"

strđã không bị thay đổi, đúng hơn strlà bây giờ là một đối tượng hoàn toàn mới được khởi tạo, giống như của bạn Integer. Vì vậy, giá trị của akhông thay đổi, nhưng nó được thay thế bằng một đối tượng hoàn toàn mới, tức là new Integer(6).

alà một "tham chiếu" đến một số Integer (3), tốc độ viết tắt của bạn a+=bthực sự có nghĩa là làm điều này:

a = new Integer(3 + 3)

Vì vậy, không, Số nguyên không thể thay đổi, nhưng các biến trỏ đến chúng là *.

* Có thể có các biến bất biến, các biến này được biểu thị bằng từ khóa final, có nghĩa là tham chiếu có thể không thay đổi.

final Integer a = 3;
final Integer b = 3;
a += b; // compile error, the variable `a` is immutable, too.

Bạn có thể xác định rằng đối tượng đã thay đổi bằng cách sử dụng System.identityHashCode()(Một cách tốt hơn là sử dụng đơn giản, ==tuy nhiên nó không rõ ràng là tham chiếu thay vì giá trị đã thay đổi)

Integer a = 3;
System.out.println("before a +=3; a="+a+" id="+Integer.toHexString(System.identityHashCode(a)));
a += 3;
System.out.println("after a +=3; a="+a+" id="+Integer.toHexString(System.identityHashCode(a)));

bản in

before a +=3; a=3 id=70f9f9d8
after a +=3; a=6 id=2b820dda

Bạn có thể thấy "id" cơ bản của đối tượng được ađề cập đến đã thay đổi.

Đối với câu hỏi ban đầu được hỏi,

Integer a=3;
Integer b=3;
a+=b;
System.out.println(a);

Số nguyên là không thay đổi, vì vậy những gì đã xảy ra ở trên là 'a' đã được thay đổi thành một tham chiếu mới của giá trị 6. Giá trị ban đầu 3 không còn tham chiếu trong bộ nhớ (nó chưa được thay đổi), vì vậy nó có thể được thu thập.

Nếu điều này xảy ra với một Chuỗi, nó sẽ giữ trong nhóm (trong không gian PermGen) trong khoảng thời gian lâu hơn so với Số nguyên như nó mong đợi có tham chiếu.

Có Số nguyên là bất biến.

A là một tham chiếu trỏ đến một đối tượng. Khi bạn chạy + = 3, điều đó sẽ gán lại A để tham chiếu đến một đối tượng Integer mới, với một giá trị khác.

Bạn không bao giờ sửa đổi đối tượng ban đầu, thay vì bạn trỏ tham chiếu đến một đối tượng khác.

Đọc về sự khác biệt giữa các đối tượng và tài liệu tham khảo tại đây .

Bất biến không có nghĩa là bạn không thể thay đổi giá trị cho một biến. Nó chỉ có nghĩa là bất kỳ phép gán mới nào cũng tạo ra một đối tượng mới (gán cho nó một vị trí bộ nhớ mới) và sau đó giá trị được gán cho nó.

Để tự hiểu điều này, hãy thực hiện phép gán Số nguyên trong một vòng lặp (với số nguyên được khai báo bên ngoài vòng lặp) và xem xét các đối tượng trực tiếp trong bộ nhớ.

Lý do tại sao hàm tạo bản sao không cần thiết cho các đối tượng không thể thay đổi là lẽ thường đơn giản. Vì mỗi phép gán tạo ra một đối tượng mới, về mặt kỹ thuật, ngôn ngữ đã tạo một bản sao rồi, vì vậy bạn không phải tạo một bản sao khác.

"Các lớp bất biến không cần các hàm tạo sao chép". Bất cứ ai quan tâm để giải thích tại sao?

Lý do là hiếm khi có nhu cầu sao chép (hoặc thậm chí bất kỳ điểm nào trong việc sao chép) một thể hiện của một lớp bất biến. Bản sao của đối tượng nên "giống như" bản gốc, và nếu nó giống nhau thì không cần tạo nó.

Tuy nhiên, có một số giả định cơ bản:

• Nó giả định rằng ứng dụng của bạn không có bất kỳ ý nghĩa nào đối với danh tính đối tượng của các thể hiện của lớp.

• Nó giả định rằng lớp đã nạp chồng equalsvà hashCodesao cho bản sao của một thể hiện sẽ "giống như" bản gốc ... theo các phương thức này.

Một trong hai hoặc cả hai giả định đó đều có thể sai và điều đó có thể đảm bảo việc bổ sung hàm tạo bản sao.

Đây là cách tôi hiểu bất biến

int a=3;    
int b=a;
b=b+5;
System.out.println(a); //this returns 3
System.out.println(b); //this returns 8

Nếu int có thể thay đổi, "a" sẽ in ra 8 nhưng không phải vì nó là bất biến, đó là lý do tại sao nó là 3. Ví dụ của bạn chỉ là một phép gán mới.

Tôi có thể làm rõ rằng Số nguyên (và các tín ngưỡng khác của nó như Float, Short, v.v.) là bất biến bằng mã mẫu đơn giản:

Mã mẫu

public class Test{
    public static void main(String... args){
        Integer i = 100;
        StringBuilder sb = new StringBuilder("Hi");
        Test c = new Test();
        c.doInteger(i);
        c.doStringBuilder(sb);
        System.out.println(sb.append(i)); //Expected result if Integer is mutable is Hi there 1000
    }

    private void doInteger(Integer i){
        i=1000;
    }

    private void doStringBuilder(StringBuilder sb){
        sb.append(" there");
    }

}

Kết quả thực tế

Kết quả đến với anh ấy Hi There 100 thay vì kết quả mong đợi (trong trường hợp cả sb và i là các đối tượng có thể thay đổi) Hi There 1000

Điều này cho thấy đối tượng được tạo bởi i trong main không bị sửa đổi, trong khi sb được sửa đổi.

Vì vậy, StringBuilder đã chứng minh hành vi có thể thay đổi nhưng không phải là Số nguyên.

Vì vậy Integer là Immutable. Do đó đã được chứng minh

Một mã khác không chỉ có Số nguyên:

public class Test{
    public static void main(String... args){
        Integer i = 100;
        Test c = new Test();
        c.doInteger(i);
        System.out.println(i); //Expected result is 1000 in case Integer is mutable
    }

    private void doInteger(Integer i){
        i=1000;
    }


}

public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub

    String s1="Hi";
    String s2=s1;

    s1="Bye";

    System.out.println(s2); //Hi  (if String was mutable output would be: Bye)
    System.out.println(s1); //Bye

    Integer i=1000;
    Integer i2=i;

    i=5000;

    System.out.println(i2); // 1000
    System.out.println(i); // 5000

    int j=1000;
    int j2=j;

    j=5000;

    System.out.println(j2); // 1000
    System.out.println(j); //  5000


    char c='a';
    char b=c;

    c='d';

    System.out.println(c); // d
    System.out.println(b); // a
}

Đầu ra là:

Hi Bye 1000 5000 1000 5000 d a

Vì vậy, char có thể thay đổi, String Integer và int là bất biến.