Java Create Wrapper类与可变成员不可变

Question

目前，我有一个名为MatrixValue的类，我想将该类做成一个不可变的对象，以便与MatrixValue实例进行交互的所有方法都不能更改其内部矩阵。 但是，问题是成员变量之一是一个称为RealMatrix的可变对象，该对象存储矩阵的所有实际数据。 我已经将防御性复制放入构造函数中，并且摆脱了任何mutator方法。 到目前为止，这是我班上的样子：

public final class MatrixValue extends ExpressionValue{

    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = -4231050452116360135L;
    private final RealMatrix matrix;

    public MatrixValue(RealMatrix matrix){
        this.matrix = new Array2DRowRealMatrix(matrix.getData());
    }

    public MatrixValue(double[][] values){
        matrix = new Array2DRowRealMatrix(values);
    }

    public RealMatrix getMatrix() {
        return matrix;
    }

    @Override
    public String toString(){
        return matrix.getRowDimension() + "," + matrix.getColumnDimension();
    }
}

现在的问题是，如果有人调用matrixValue.getMatrix().setEntry(row, col, value); 他们可以有效地更改最终RealMatrix成员变量的值。 但是，我仍然希望能够返回有关RealMatrix信息。 解决此类不变性的最佳方法是什么？

编辑 ：还请记住，某些矩阵可能会占用大量内存，因此，如果可能的话，我希望使用一种解决方案，以最大程度地减少不必要信息的重复。

Answer 1

考虑在RealMatrix上使用接口。 可能的接口可能称为矩阵。 然后，您的内部表示形式可以使用RealMatrix，然后在提供外部API的地方，可以代替使用RealMatrix的返回类型，而返回Matrix。

class RealMatrix implements {
// getters and setters
}

interface Matrix  {
// only getters
}

Answer 2

最简单的方法可能是从getMatrix()方法返回matrix的防御性副本。 您可以每次克隆它，然后在方法中返回，或者在构造函数中创建一个副本，然后仅在方法中返回相同的副本。

但是，我认为MatrixValue的意图是什么。 如果它是RealMatrix的不可变表示RealMatrix ，我将考虑为RealMatrix和MatrixValue组成一个接口，如下所示：

interface Matrix {
  // getters for Matrix
}

RealMatrix和MatrixValue将实现以下接口：

public class RealMatrix implements Matrix {
    // getters for Matrix
    // setters for RealMatrix
}

public class MatrixValue extends ExpressionValue implements Martix {
    public MatrixValue(RealMatrix matrix){
        this.matrix = new Array2DRowRealMatrix(matrix.getData());
    }

    // getters for Matrix
}

这提供了这样的意图，即RealMatrix和MatrixValue分别是Matrix可变和不可固定的表示形式，并允许API调用者从MatrixValue获取值，但不能对其进行修改。

顺便说一下，在MatrixValue构造函数中创建Array2DRowRealMatrix的新实例可能不足以进行防御性复制，因为double[][]数组可以在外部进行修改。 您需要使用Arrays.copyOf或System.arraycopy为数组的每个维度制作数组的副本，以免发生突变。