本文旨在解决Java中一类常见的设计问题：如何在多个对象之间共享某些属性（如汽车的型号），同时保持其他属性（如油量）的独立性。通过区分“类别”和“实例”的概念，并使用组合关系，我们能够设计出更灵活且易于维护的类结构，从而避免共享对象状态带来的意外修改。
在面向对象编程中，正确地建模对象之间的关系至关重要。一个常见的问题是，如何在一个类的多个对象之间共享某些属性，同时保持其他属性的独立性。例如，我们可能希望多个 Person 对象共享同一个 Car 对象的型号信息，但每个 Person 对象的 Car 对象应该拥有独立的油量。直接共享 Car 对象会导致一个 Person 修改油量时，其他 Person 的 Car 对象油量也会随之改变，这通常不是我们期望的行为。
为了解决这个问题，我们需要区分“类别”和“实例”的概念。Car 可以表示一个汽车类别（例如“Ford100”），也可以表示一辆具体的汽车。汽车类别定义了所有该类别汽车的通用属性，而具体的汽车则拥有自己的独立属性。
因此，我们可以将 Car 类拆分为两个类：CarCategory 和 Car。CarCategory 类用于存储汽车的类别信息，如品牌和型号。Car 类则包含一个 CarCategory 对象的引用，以及汽车的独立属性，如油量和颜色。
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以下是一个示例代码：
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 getModel() {
return model;
}
}
class Car {
CarCategory category;
String serialNumber;
int volume;
String color;
public Car(CarCategory category, String serialNumber, int volume, String color) {
this.category = category;
this.serialNumber = serialNumber;
this.volume = volume;
this.color = color;
}
public void decreaseVolume() {
this.volume--;
}
public int getVolume() {
return volume;
}
public String getModel() {
return category.getModel();
}
}
class Person {
String name;
Car car;
public Person(String name, Car car) {
this.name = name;
this.car = car;
}
public void drive() {
car.decreaseVolume();
}
public int getCarVolume() {
return car.getVolume();
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
CarCategory ford100 = new CarCategory("Ford", "Ford100", 100);
Car car1 = new Car(ford100, "SN123", 80, "Red");
Car car2 = new Car(ford100, "SN456", 90, "Blue");
Person p1 = new Person("Alice", car1);
Person p2 = new Person("Bob", car2);
System.out.println("Alice's car volume: " + p1.getCarVolume()); // Output: Alice's car volume: 80
System.out.println("Bob's car volume: " + p2.getCarVolume()); // Output: Bob's car volume: 90
p1.drive();
System.out.println("Alice's car volume after driving: " + p1.getCarVolume()); // Output: Alice's car volume after driving: 79
System.out.println("Bob's car volume after Alice driving: " + p2.getCarVolume()); // Output: Bob's car volume after Alice driving: 90
}
}在这个例子中，CarCategory 对象 ford100 被 car1 和 car2 共享，但 car1 和 car2 各自拥有独立的油量。当 Alice 驾驶她的汽车时，只有 Alice 的汽车油量会减少，而 Bob 的汽车油量不会受到影响。
注意事项：
- 不可变性： 如果 CarCategory 对象的属性在创建后不应该被修改，可以将其设置为不可变的。
- 关系方向： 在这个例子中，Person 对象拥有一个 Car 对象的引用。也可以反过来，让 Car 对象拥有一个 Person 对象的引用，表示汽车的所有者。根据实际需求选择合适的关系方向。
-
集合： 如果一个人可以拥有多辆汽车，可以将 Person 类中的 Car car 字段改为 List
cars。
总结：
通过区分“类别”和“实例”的概念，并使用组合关系，我们可以设计出更灵活且易于维护的类结构。这种设计模式可以避免共享对象状态带来的意外修改，并提高代码的可读性和可维护性。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的设计方案。例如，如果需要支持汽车改装，可能需要更复杂的设计，例如克隆 CarCategory 对象。
