1. Comprensione dello stato dell'oggetto:
* Stato definito: Lo stato di un oggetto è rappresentato dai valori memorizzati nei suoi campi (variabili di istanza). Questi valori definiscono la condizione dell'oggetto in un determinato momento.
* Cambiamenti di stato: Lo stato cambia quando i metodi vengono chiamati sull'oggetto che modificano i valori dei suoi campi.
* Identità degli oggetti vs. Stato: È fondamentale distinguere tra l'identità di un oggetto (la sua posizione unica in memoria) e il suo stato (i dati che contiene). Due oggetti possono avere lo stesso stato ma sono comunque oggetti diversi.
2. Principi e tecniche chiave:
* incapsulamento (nascondere dati):
* Principio: Limitare l'accesso diretto ai campi dell'oggetto. Rendi i campi `privati '.
* Scopo: Protegge lo stato interno da modifiche non intenzionali. Ti consente di controllare il modo in cui lo stato è accessibile e modificato.
* Implementazione: Utilizzare modificatori di accesso `private` per i campi. Fornire metodi pubblici `getter` (accessori) e` setter` (mutatore) per interagire con lo stato in modo controllato.
* Esempio:
`` `Java
persona di classe pubblica {
Nome stringa privato;
Età privata int;
persona pubblica (nome stringa, int age) {
this.name =name;
this.age =età;
}
public String getName () {
Nome di ritorno;
}
public void setName (nome stringa) {
this.name =name;
}
public int getAge () {
Età di ritorno;
}
Setage vuoto pubblico (int age) {
if (age> =0) {// convalida
this.age =età;
} altro {
System.out.println ("L'età non può essere negativa.");
}
}
}
`` `
* Accesso controllato con getter e setter:
* getter (accessori): Metodi `pubblici 'che restituiscono il valore di un campo. Forniscono accesso in sola lettura allo stato dell'oggetto.
* Setter (Mutatori): Metodi `pubblici 'che consentono la modifica del valore di un campo. Fondamentalmente, i setter dovrebbero includere convalida e logica per garantire che lo stato rimanga coerente e valido.
* Immutabilità: Se si desidera prevenire le modifiche allo stato dopo la creazione di oggetti, non fornire setter. Crea l'oggetto con tutte le informazioni sullo stato necessarie nel costruttore.
* Convalida:
* Scopo: Garantisce che lo stato dell'oggetto rimanga valido secondo le regole dell'applicazione.
* Implementazione: Includi la logica di convalida in setter e costruttori. Verificare i valori non validi, come età negativa, stringhe vuote o numeri fuori portata.
* Esempio: (Vedi il metodo `setage` nella classe` persona 'sopra.)
* Immutabilità:
* Principio: Lo stato di un oggetto immutabile non può essere modificato dopo aver creato.
* Vantaggi:
* Sicurezza del thread: Gli oggetti immutabili sono intrinsecamente sicuri perché il loro stato non può essere modificato contemporaneamente.
* semplicità: Più facile ragionare e eseguire il debug perché lo stato è prevedibile.
* Caching: Può essere memorizzato in modo sicuro senza preoccuparsi delle modifiche.
* Implementazione:
* Rendi tutti i campi `final` e` private`.
* Non fornire alcun setter.
* Se un campo è un oggetto mutabile (come un `elenco 'o` mappa`), restituire una copia difensiva nel getter per prevenire la modifica esterna.
* Esempio:
`` `Java
Classe finale pubblica ImmutablePoint {
privato finale int x;
privato finale int y;
pubblico immutablepoint (int x, int y) {
this.x =x;
this.y =y;
}
public int getx () {
restituire x;
}
public int gety () {
restituire y;
}
}
`` `
* Pattern Observer (per oggetti dipendenti):
* Quando usare: Quando lo stato di un oggetto (il soggetto) influisce sullo stato degli altri oggetti (osservatori).
* Meccanismo: Il soggetto mantiene un elenco di osservatori e li notifica ogni volta che il suo stato cambia. Gli osservatori si aggiornano quindi di conseguenza.
* Esempio: Un tracker dei prezzi delle azioni potrebbe avvisare tutti gli investitori registrati quando il prezzo di un titolo cambia.
* MEMENTO MOTORE (per la conservazione dello stato):
* Quando usare: Quando è necessario salvare e ripristinare lo stato di un oggetto in diversi punti nel tempo (ad esempio, per la funzionalità di annullamento/ripetizione).
* Meccanismo: L'oggetto crea un oggetto "ricordo" contenente un'istantanea del suo stato attuale. Il ricordo può essere archiviato e successivamente utilizzato per ripristinare l'oggetto a quello stato salvato.
* Modello di stato (per il comportamento basato sullo stato):
* Quando usare: Quando il comportamento di un oggetto cambia a seconda del suo stato interno.
* Meccanismo: Rappresentare ogni possibile stato come classe separata. L'oggetto contesto (l'oggetto il cui comportamento cambia) contiene un riferimento a un oggetto di stato. Quando un metodo viene chiamato sul contesto, delega la chiamata all'oggetto statale corrente.
* Esempio: Un distributore automatico potrebbe avere stati come "Idle", "Selezionamento del prodotto", "Dispensing" e "Outfstock", ognuno con comportamenti diversi.
* Sicurezza del thread (concorrenza):
* Importanza: Se più thread possono accedere e modificare contemporaneamente lo stato di un oggetto, è necessario garantire la sicurezza del thread.
* Tecniche:
* Sincronizzazione: Utilizzare blocchi o metodi `sincronizzati 'per proteggere le sezioni critiche del codice in cui lo stato viene modificato.
* Locks: Usa `java.util.concurrent.locks` per un controllo più a grana fine sul blocco.
* Variabili atomiche: Usa le classi `java.util.concurrent.atomic` (ad esempio,` Atomicinteger`, `Atomicboolean`) per operazioni atomiche su tipi primitivi.
* Oggetti immutabili: Come accennato in precedenza, gli oggetti immutabili sono intrinsecamente sicuri.
* Esempio:
`` `Java
contatore di classe pubblica {
private int count =0;
public sincronizzato void increment () {
conta ++;
}
public int getCount () {
Conteggio di ritorno;
}
}
`` `
* serializzazione:
* Scopo: Convertire lo stato di un oggetto in un flusso di byte per la conservazione o la trasmissione.
* Implementazione: Implementa l'interfaccia `java.io.serializable`. JVM gestisce automaticamente il processo di serializzazione. È possibile personalizzare la serializzazione utilizzando la parola chiave `transitorie '(per escludere i campi) e implementando i metodi` writebject () `e` readobject () `.
* Considerazioni: Sii consapevole della compatibilità degli oggetti serializzati quando si aggiorna la definizione della classe.
3. Best practice:
* Principio del minimo privilegio: Concedere solo l'accesso allo stato dell'oggetto che è assolutamente necessario.
* Clear Naming: Usa i nomi descrittivi per campi, getter e setter per rendere il codice facile da capire.
* Documenta il tuo codice: Spiega lo scopo di ciascun campo e il comportamento previsto di getter e setter nei commenti di Javadoc.
* Test accuratamente: Scrivi i test dell'unità per verificare che lo stato dell'oggetto sia gestito correttamente e che le regole di convalida siano applicate.
* Considera il caso d'uso: L'approccio migliore alla gestione dello stato dipende dai requisiti specifici dell'applicazione. Scegli le tecniche che forniscono il giusto equilibrio di flessibilità, sicurezza e prestazioni.
* Evita i campi pubblici: Esprimere direttamente i campi come `pubblico 'è generalmente una cattiva pratica. Bypassa l'incapsulamento e rende difficile controllare e mantenere lo stato.
* Copia difensiva: Quando si restituiscono oggetti mutabili dai getter, prendi in considerazione la restituzione di una * copia difensiva * per impedire al chiamante di modificare direttamente lo stato interno dell'oggetto. Ciò è particolarmente importante nelle classi immutabili.
* Considera l'uso dei record (Java 14+): I record sono un modo conciso per creare classi di dati immutabili. Generano automaticamente costruttori, getteri, `equals ()`, `hashcode ()` e `tostring ()` metodi. Sono adatti per rappresentare gli oggetti di trasferimento di dati (DTOS) o semplici strutture di dati.
In sintesi:
La gestione dello stato di oggetti in Java è un aspetto critico del design orientato agli oggetti. Aderendo a principi come l'incapsulamento, l'immutabilità, la convalida e la sicurezza dei thread, è possibile creare applicazioni robuste, mantenibili e affidabili. Le tecniche specifiche che scegli dipenderanno dalla complessità dei tuoi oggetti e dai requisiti della tua applicazione.
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