创建 ArrayList 的不可变子类

Question

我正在设计一个简单的子类ArrayList<Color>。在我的应用程序上下文中，此列表充当“参考列表”，按照循环和明确定义的顺序返回 Color 对象。

@SuppressWarnings("serial")
public final class ColorList extends ArrayList<Color> {

    private static int colorIndex = -1;

    public ColorList() {

        this.add(Color.CYAN);
        this.add(Color.DARK_GRAY);
        this.add(Color.GRAY);
        this.add(Color.GREEN);
        this.add(Color.BLUE);
        this.add(Color.LIGHT_GRAY);
        this.add(Color.MAGENTA);
        this.add(Color.ORANGE);
        this.add(Color.PINK);
        this.add(Color.RED);
        this.add(Color.YELLOW);
    }

    //if the color chosen is not the last one, increment index and get it.
    public Color getNextColor() {
        Color color = null;
        if(colorIndex != this.size() - 1) {
            color = this.get(++colorIndex);
        }
        else {
            colorIndex = -1;
            color = this.get(++colorIndex);
        }
        return color;
    }

出于这个原因，我想让这个类不可变，因为它旨在成为一个只读列表，其内容在对象第一次实例化时定义，并在其整个生命周期内保持不变。同时，我需要能够利用 getNextColor() 来保持“循环”方式。

采取的方法

1. 返回一个不可修改的引用。

   public static List<Color> getInstance(){
       return Collections.unmodifiableList(new ColorList());
   }
   

   这种方法的问题在于，通过返回一个 List 引用它 阻止我调用getNextColor() 方法，使我的课程毫无用处。 强制转换并不能解决问题，因为底层对象是 UnmodifiableRandomAccessList 的实例，不能转换为 ColorList。
   
   

2. 覆盖引用可选操作的方法

   @Override
   public boolean add(Color c) {
       throw new UnsupportedOperationException("color list is read-only");
   }
   <overridding other methods such as addAll, remove...>
   

   如documentation 中所述，某些标记为“可选”的操作可能会或可能不会实现，具体取决于集合的目的。但这会阻止我首先添加颜色，就像我在实例化对象时在构造函数中所做的那样。
   
   我想我可能误解了一些关键的设计方面。有没有办法让我的类不可变，而不限制它的（已经是基本的）功能？
   编辑：为了向后兼容，这个类需要显式扩展 ArrayList。因此我不能使用包装类，尽管我也认为这将是最正确的方法。

Answer 1

如果您希望 List 的内容是不可变的，那么您的构造函数可以工作，只有您应该调用 super.add(...) 而不是 this.add(...)；这样做意味着您对add(...) 的覆盖将是明智的，可以保护列表免受外部干扰，同时允许构造函数为您初始化对象。

您的问题不清楚，但如果您还想阻止直接访问 List 中的对象，您显然也可以根据需要覆盖 get(...) 和其他方法 - 尽管如果您这样做，那么您的 getNextColor(...) 方法应该调用super.get(...) 而不是 this.get(...)。

最后，您可能不需要 colors 成员变量，因为您正在扩展一个 List - 没有必要在其中嵌套另一个 List。

Answer 2

认为在您的情况下，最好使用组合而不是继承。在这种情况下，您只是不公开可以修改颜色列表的方法。

这是一个示例代码

public final class ColorList {
    private final Color[] values;
    private int colorIndex;

    public ColorList(Color... colors) {
        this.values = colors;
    }

    public Color getNextColor() {
        if (colorIndex == values.length) colorIndex = 0;

        return values[colorIndex++];
    }

    public static void main(String[] args) {
        ColorList cl = new ColorList(Color.CYAN, Color.YELLOW, Color.WHITE);

        System.out.println(cl.getNextColor());
        System.out.println(cl.getNextColor());
        System.out.println(cl.getNextColor());
        System.out.println(cl.getNextColor());
    }
}

在您提供的源代码中，有几点值得一提：

• colorIndex 变量是静态的，因此它在 ColorList 类的所有实例之间共享。如果多个实例调用 getNextColor() 结果将不一致。也许您有创建 Singleton 类的想法，因此只有一个实例是可能的？
• 代码中的颜色列表在编译时始终相同且已知，因此不可能创建具有不同颜色集的 ColorList 实例。应该是这样吗？