本文探讨了在Java中如何处理具有共享属性但又需要独立修改的对象。通过区分对象的类别和实例，并合理设计类之间的关系，可以实现对象属性的共享和修改的隔离，从而避免数据混乱，保证程序的正确性。
在面向对象编程中，我们经常遇到这样的场景：多个对象需要共享某些属性，但又需要独立地修改其他属性。例如，多个 Person 对象都拥有一辆 Car 对象，但我们希望 Car 对象代表的是车辆的通用特性（如型号、最大油量），而不是特定的一辆车。当一个 Person 对象的 Car 对象的油量减少时，不应该影响其他 Person 对象的 Car 对象。
为了解决这个问题，我们需要区分对象的类别（Category）和实例（Instance），并合理地设计类之间的关系。
区分类别和实例
关键在于区分 Car 的两种含义：
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- CarCategory (车辆类别)：代表车辆的通用特性，如品牌、型号、最大油量等。所有属于同一类别的车辆都共享这些特性。
- Car (车辆实例)：代表具体的车辆，具有唯一的序列号、颜色、车主和当前的油量等。
代码示例
class CarCategory {
String brand;
String model;
int maxVolume;
public CarCategory(String brand, String model, int maxVolume) {
this.brand = brand;
this.model = model;
this.maxVolume = maxVolume;
}
public String getBrand() {
return brand;
}
public String getModel() {
return model;
}
public int getMaxVolume() {
return maxVolume;
}
}
class Car {
CarCategory category; // 必须在构造时指定
String serialNumber;
int volume;
String color;
Person owner;
public Car(CarCategory category, String serialNumber, String color, Person owner) {
this.category = category;
this.serialNumber = serialNumber;
this.volume = category.getMaxVolume(); // 初始油量设置为最大油量
this.color = color;
this.owner = owner;
}
public void decreaseVolume(int amount) {
this.volume -= amount;
if (this.volume < 0) {
this.volume = 0; // 油量不能为负
}
}
public int getVolume() {
return volume;
}
public CarCategory getCategory() {
return category;
}
}
class Person {
String name;
Car car; // 一个人可以拥有一辆车
public Person(String name, Car car) {
this.name = name;
this.car = car;
}
public String getName() {
return name;
}
public Car getCar() {
return car;
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建车辆类别
CarCategory fordCategory = new CarCategory("Ford", "Ford100", 100);
// 创建车辆实例
Person p1 = new Person("Alice", new Car(fordCategory, "SN001", "Red", null));
Person p2 = new Person("Bob", new Car(fordCategory, "SN002", "Blue", null));
// 减少 Bob 的车辆油量
p2.getCar().decreaseVolume(20);
// 打印油量
System.out.println(p1.getName() + "'s car volume: " + p1.getCar().getVolume()); // 输出: Alice's car volume: 100
System.out.println(p2.getName() + "'s car volume: " + p2.getCar().getVolume()); // 输出: Bob's car volume: 80
}
}在这个示例中，CarCategory 类定义了车辆的通用特性，而 Car 类则包含了车辆的唯一标识和当前状态。每个 Person 对象都拥有一个独立的 Car 对象，因此对一个 Person 对象的 Car 对象的操作不会影响其他 Person 对象。
关系的反转
在原问题中，Person 类包含一个 Car 属性。但如果一个 Person 可以拥有多辆车，或者一辆车只能属于一个人，那么将关系反转，让 Car 类包含一个 Person 属性可能更合理。在实际应用中，需要根据具体的业务需求选择最合适的设计。
注意事项
- 不可变性 (Immutability): CarCategory 类可以设计为不可变类，一旦创建，其属性就不能被修改。这可以保证所有共享同一 CarCategory 对象的 Car 对象都具有一致的通用特性。
- 对象拷贝 (Object Cloning): 如果需要允许对车辆进行改装，可以考虑在创建 Car 对象时，对 CarCategory 对象进行深拷贝，这样对 Car 对象的修改就不会影响到原始的 CarCategory 对象。
- 设计模式 (Design Patterns): 这种区分类别和实例的设计思想与原型模式 (Prototype Pattern) 有相似之处。在更复杂的场景中，可以考虑使用其他设计模式来更好地组织代码。
总结
通过区分对象的类别和实例，并合理设计类之间的关系，我们可以有效地管理共享属性和独立属性，避免数据混乱，保证程序的正确性。在实际应用中，需要根据具体的业务需求选择最合适的设计方案。
