如何使 Map 的专业化不可修改？

Question

我目前正在通过一个中型编码示例更新我的 Java 知识。我有一个数据结构Map<String, String>，通常使用new LinkedHashMap<>() 对其进行初始化以保留插入顺序。我在我的代码中经常使用它，我想摆脱声明重复。在 C++ 中我会为地图设置别名，但据我所知，在 Java 中没有别名。

所以我想出了这样子类化泛型的想法：

public class Attributes extends LinkedHashMap<String, String> {

    public Attributes() {
        super();
    }

    public Attributes(Map<? extends String, ? extends String> map) {
        super(map);
    }

}

到目前为止这看起来不错，但现在我想创建一个不可修改的副本，因为属性应该是不可变/不可修改数据结构的一部分。在我使用它之前：

Map<String, String> unmodifiableAttributes = Collections.unmodifiableMap(
        new LinkedHashMap<>(attributes)
);

这不适用于派生类，我试过这个：

Attributes unmodifiableAttributes = Collections.unmodifiableMap(
        new Attributes(attributes)
);

编译器用Incompatible types 拒绝它。

是否有一种简单的方法可以获取此类子类的不可修改（或不可变）副本？还是我的想法完全错误？我不想写一个功能齐全的装饰器，就几行代码。

更新

到目前为止，我想做的事情似乎没有好的解决方案。我查看了 Java Collections 类的源代码，其中有用于不可修改的映射和类似集合的内部类。这些用于包装输入集合并由相应的静态方法返回。可以重新实现这一点，但我认为开销太大。

我们更多地讨论了 LSP 违规而不是原来的问题，这确实也是一个有趣的问题。

Answer 1

您不能使子类 LinkedHashMap 不可修改，因为它会违反 Liskov 可替换性：LinkedHashMap 被记录为是可变的，因此所有子类也必须是可变的。

您还有一个额外的问题是，要使地图不可修改实际上需要做很多工作：您不仅有 put 和 remove 之类的明显方法，还有 clear、putAll 之类的东西，putIfAbsent，computeIfAbsent，computeIfPresent。然后您必须担心返回视图的方法：entrySet、keySet、values 都必须返回不可修改的视图。我确定我错过了几个也需要覆盖的方法，但我的观点仍然是让可变映射不可修改并非易事。

但是，您可以拥有不可修改的 Map 实现。最简单的方法是扩展AbstractMap，并委托给实际的LinkedHashMap：

public class Attributes extends AbstractMap<String, String> {
    private final LinkedHashMap<String, String> delegate;

    public Attributes() {
        this(Collections.emptyMap());
    }

    public Attributes(Map<? extends String, ? extends String> map) {
        this.delegate = new LinkedHashMap<>(map);
    }

    // Override the methods you need to, and that are required by AbstractMap.
    // Details of methods to override in AbstractMap are given in Javadoc.
}

但我也会质疑您的 Attributes 类是否真的需要实现像 Map 接口一样通用的东西 - 如果您需要这种通用性，您可以直接使用 Map。

Answer 2

Collections.unmodifiableMap 返回一个Map<K,V>，所以你必须像这样使用它：

Map<String, String> unmodifiableAttributes = Collections.unmodifiableMap(
            new Attributes(attributes)
);

并且您无法将返回的对象转换为Attributes，例如：

Attributes unmodifiableAttributes = (Attributes) Collections.unmodifiableMap(
            new Attributes(attributes)
);

因为Collections.unmodifiableMap 返回private static UnmodifiableMap 的实例，所以您将获得ClassCastException。而Attributes 不是UnmodifiableMap 的子类型。

我还认为，在您的情况下，直接使用LinkedHashMap 而不是从中创建派生类会更容易，因为我看到功能与原始功能没有区别。然后将Collections.unmodifiableMap返回的对象作为Map使用。