java - 整个程序可以是不可变的吗？

Question

• 我熟悉不可变性并且可以设计不可变的类，但我主要是学术知识，缺乏实践经验
• 请参考上面的链接图片（不允许嵌入）
• 从下往上看
• 学生需要一个新地址
• 我们没有真正改变学生，而是创建一个包含新地址的新学生
• mutator 方法返回这个新对象

问题：假设 mutator 调用来自不可变对象，如何处理这个新对象？

• 新学生无法保存在 Lecture 中，因为 Lecture 也是不可变的
• 所以我们也需要一个新的 Lecture，它包含新的 Student
• 但是在哪里保存新的讲座？
• 当然是在新学期，但它在哪里结束呢？
• 至少可以通过使用组件外观模式来打破链，该模式处理所有新对象的创建，而无需通过整个链转发调用

问题：这在哪里停止？是否必须在某个地方有一个可变对象才能至少保存最顶层的实例？

标签： javaimmutability

Answer 1

这就是函数式编程的思想。一切都是不可变的，任何函数调用都不允许有副作用。改变复杂对象的唯一方法，就像在你的例子中一样，是重新创建父对象。

现在的问题是如何改变程序状态。因此，我们首先考虑堆栈。它包含所有局部变量的值以及被调用函数的所有参数的值。我们可以通过调用新函数来创建新值。我们可以通过从函数返回来丢弃值。因此，我们可以通过调用函数来改变程序状态。但是，从函数返回时并不总是可以丢弃它的局部变量，因为我们可能只想丢弃一些局部变量，但需要保留其他变量的值以进行进一步的操作。在这种情况下，我们根本无法返回，但我们需要调用另一个函数并只将一些局部变量传递给它。现在，为了防止堆栈溢出，函数式语言有一个称为尾调用优化的特性，它能够从调用堆栈中删除不必要的条目。如果对关联函数剩下要做的唯一事情是返回其自身调用的函数的值，则调用堆栈的条目是不必要的。在这种情况下，保留调用堆栈条目是没有意义的。通过删除不必要的调用堆栈条目，其他未使用的局部变量的值将被丢弃。您可能想了解它在这里。此外，尾递归与此有关。

同样，这是像Haskell这样的纯函数式编程语言的想法。一切都是不可变的，这真是太好了，但是这些语言有它们唯一的问题和它们自己处理这些问题的方法。例如，在这些语言中可以使用 Monad（以及因此更高种类的类型），但在命令式/面向对象的编程语言中很少见。

我喜欢在我的程序内存的叶子上拥有不可变的值。但是，构成这些不可变值的代码（实际上形成了应用程序逻辑）确实包含可变状态。对我来说，这结合了两个世界的优点。然而，这似乎是一个偏好问题。