java是否适用于不可变对象？

Question

如果出现以下情况，您是否会抛出IllegalStateException：

1. 由于一个或多个字段的值，方法无法执行其工作
2. 那些字段是final并且只在构造函数中赋值

教科书示例：您的类是一个不可变的Collection<BigInteger>，您的方法应该返回最大元素，但是这个实例是空的

我已经阅读了关于这个主题的Kevin Bourillon`s blog post，我不确定哪条规则适用

UnsupportedOperationException - this means that the method invoked will always fail for an instance of this class (concrete type), regardless of how the instance was constructed.

绝对不是。该类的许多实例都不是空的，并且该操作本应已成功

IllegalStateException - ... there does exist at least one alternate state that the instance in question could have been in, which would have passed the check ... <snip> ... Note also that this exception is appropriate whether or not it is possible to actually mutate this aspect of the instance's state, or it's already too late.

不完全是。此实例是用零长度构造的，因此此实例不是且永远不可能是非空的

IllegalArgumentException - throwing this exception implies that there exists at least one other value for this parameter that would have caused the check in question to pass.

如果所讨论的参数是隐式this参数，则可能适用。这是我想抛出的一个例外，但我担心这可能会令人困惑

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更新：将示例从Collection<Integer>更改为Collection<BigInteger>，因为存在标识元素（Integer.MIN_VALUE）的事实分散了问题的注意力

Answer 1

IllegalStateException最接近您想要的：“无论是否可能实际改变实例状态的这一方面，此异常都是适当的”

不是UnsupportedOperationException，因为它可能会在该类的某个实例中成功，而为（可能）不带参数的方法抛出IllegalArgumentException肯定会让人困惑

Answer 2

我认为IllegalStateException在这里是合适的。如果实例构造正确（即“已经太晚了”部分），则该实例可能处于正确的状态

Answer 3

听起来你上面提到的任何常见异常类都不适合教科书中的例子

您应该抛出一个^{}，因为这正是^{}方法所做的

Answer 4

如果类的状态是有效的（空集合），max元素就是null。如果状态无效，则应在构造时引发IllegalArgumentException

Answer 5

您应该抛出一个UnsupportedOpertationException，因为这是Java标准库在相同情况下所做的。您的示例是类型限定符对象协议。此模式在"An Empirical Study of Object Protocols in the Wild"中定义：

Some types disable certain methods for the lifetime of the object. In the type qualifier category, an object instance will enter an abstract state S at construction-time which it will never leave. Calls to an instance method m, if it is disabled in state S will always fail.

在您的示例中，您的对象进入一个抽象状态，我将在构造时调用该状态，它永远不会离开该状态，因为集合字段是final。在EmptyCollection抽象状态下，对getMax()实例方法的所有调用都将始终失败

Beckman研究了开源Java程序，寻找对象协议，并对结果类进行了分类。第三个最常见的协议类别是类型限定符，占抽样协议的16.4%

Beckman的论文列出了许多类型限定符示例，我选择了其中三个，在每种情况下，unavailable方法都抛出一个UnsupportedOperationException：

1. 通过调用Colections.unmodifiableList(...)创建不可修改的列表，然后对结果列表调用add方法时
2. 创建不受数组支持的java.nio.ByteBuffer时，然后调用array方法
3. 当您创建不支持压缩的java.imageio.ImageWriteParam时，然后调用setCompressionMode方法

请注意，这些示例并没有遵循您引用的Kevin Bourillon的建议。这些方法的失败取决于实例的构造方式。在示例1和2中，成功和失败的实例可能是不同的具体类，因为List和ByteBuffer是抽象的。但是，ImageWriteParam是一个具体的类，因此ImageWriteParam的一个实例可能抛出UnsupportedOperationException，而另一个实例可能不会抛出。由于Java标准库设计人员也定义了异常类型，我将遵循他们的指导，而不是Bourillon先生的

另外，当对象的抽象状态可以在运行时更改时，应该使用IllegalStateException。贝克曼论文中的其他83.6%的例子属于这种类型

Answer 6

Is IllegalStateException appropriate for an immutable object?

不，因为不可变对象只有一个状态，不能从一个合法状态转移到另一个合法状态

因此，您正在构造一个不可变对象，并且您的对象应该有一个max方法

class YourObject {
    public BigInteger max(){ ... }
}

我认为这种情况下IllegalAgumentException应该是正确的，但不是在执行方法之前，而是在创建对象时

因此，在这个场景中，如果您有一个不可变的BigInteger集合，并且您使用零元素创建它，那么在创建集合时您将收到一个“无效参数”，此时您必须抛出异常

我同意Jon的观点，如果您的用例，或者在您的分析中，您愿意支持其余的操作，您可以抛出NoSuchElementException，但是我认为这会推迟问题的解决。最好首先避免创建对象

因此，抛出IllegalArgumentException类似于：

  // this is my immutable object class
  final class YourObject {
      private final Collection<BigInteger> c;
      public YourObject( BigInteger ... values ) {
          if( values.length == 0 ) { 
              throw new IllegalAgumentException("Must specify at least one value");
          }
          ... initialize the rest... 
      }
      public BigInteger max() {
          // find and return the max will always work 
      }
   } 

客户：

   YourObject o  = new YourObject(); // throws IllegalArgumentException 
   // the rest is not executed....
   doSomething( o ) ; 
   ...
   doSomething( YourObject o ) {
        BigInteger maximum = o.max();
   }

在这种情况下，您不需要检查doSomething中的任何内容，因为程序在创建实例时会失败，而这又会在开发时修复

抛出NoSuchElementException类似于：

  final class YourObject {
      private final Collection<BigInteger> c;
      public YourObject( BigInteger ... values ) {
           // not validating the input  :-/ oh oh.. 
          ... initialize the rest... 
      }
      public BigInteger max() {
          if( c.isEmpty() ) { throw NoSuchElementException(); }
          // find and return the max will always work after this line
      }
   } 

客户：

   YourObject o  = new YourObject(); // it says nothing
   doSomething( o ) ;
   ...
   doSomething( YourObject o ) {
        BigInteger maximum = o.max();// ooops!, why? what?...  
        // your object client will start questioning what did I do wrong
        // and chais of if( o != null && o.isEmpty() || moonPhaseIs... ) 
   }

记住，如果一个程序失败，你能做的最好的事情就是to making it fail fast

Collections.max有一个不同的目的，因为作为一个实用方法（不是一个不变的对象），他不能对空集合的创建负责（发生时他不在场），他唯一能做的就是说“这个集合中没有max这样的东西”，因此没有任何uchelementexception

最后一句话，RuntimeExceptions，should be used for programming mistakes only（那些可以通过在发布应用程序之前测试它来修复的异常）