实现一个不可变的Person类并解释设计选择 -

题目

实现一个不可变的Person类并解释设计选择

信息

类型：问答
难度：⭐⭐

考点

不可变类设计,Scala类定义,伴生对象应用,val与var的区别

快速回答

实现要点：

使用class Person(val name: String, val age: Int)定义不可变类
实现方法def isAdult: Boolean = age >= 18
通过伴生对象提供工厂方法
不可变设计的优点：线程安全、易于推理、适合函数式编程

## 解析

原理说明

在Scala中，不可变对象一旦创建，其状态就不能改变。这带来了诸多好处：

线程安全：无需同步即可在多线程环境中共享
易于推理：对象状态在创建后固定不变
函数式编程友好：支持纯函数和无副作用编程
安全的哈希键：可用作HashMap键而不会因状态改变导致问题

代码实现

// 主类定义
class Person(val name: String, val age: Int) {
  // 判断是否成年
  def isAdult: Boolean = age >= 18

  // 创建新实例的方法（保持不可变性）
  def withName(newName: String): Person = new Person(newName, age)
  def withAge(newAge: Int): Person = new Person(name, newAge)
}

// 伴生对象
object Person {
  // 工厂方法
  def apply(name: String, age: Int): Person = new Person(name, age)

  // 提取器用于模式匹配
  def unapply(p: Person): Option[(String, Int)] = Some((p.name, p.age))
}

最佳实践

所有字段声明为val确保不可变性
提供withXxx方法返回新实例而非修改状态
使用伴生对象：
- 实现apply工厂方法（支持Person("Alice", 30)创建）
- 实现unapply支持模式匹配
对于复杂对象，考虑使用case class（自动生成以上功能）

常见错误

错误1：使用var定义字段

// 错误示例
class Person(var name: String, var age: Int) // 可变状态！

错误2：暴露可变集合

// 错误示例
class Person(val hobbies: scala.collection.mutable.ListBuffer[String])

应改为不可变集合：val hobbies: List[String]

错误3：修改方法返回原实例

// 错误示例
def setAge(newAge: Int): Unit = { this.age = newAge }

扩展知识

case class替代方案：
```
case class Person(name: String, age: Int) {
  def isAdult: Boolean = age >= 18
}
```
自动获得：
- 不可变字段
- apply/unapply方法
- equals/hashCode/toString实现
- copy方法（替代withXxx）
防御性拷贝：当包含可变对象时，应在构造函数和getter中进行拷贝
性能考量：频繁创建新对象可能影响性能，可考虑结构共享技术