Neměnné objekty a záznamy
(record)
Neměnné objekty
• Neměnný (immutable) objekt nemůže být po jeho vytvoření modifikován
• Bezpečně víme, co v něm až do konce života bude
• Tudíž může být souběžně používán z více míst, aniž by hrozily nekonzistence
• Jsou prostředkem, jak psát robustní a bezpečný kód
• K jejich vytvoření nepotřebujeme žádný speciální nástroj
• Od nových verzí Javy (14+) lze pro tento účel s výhodou využít typy record (záznam)
Příklad neměnného objektu
public class Vertex1D {
  private int x;
  public Vertex1D(int x) {
  this.x = x;
  }
  public int getX() {
  return x;
  }
}
...
Vertex1D v = new Vertex1D(1);
// x of value 1 cannot be changed anymore
Totéž jako záznam (record)
• Namísto třídy class můžeme použít record
• Tím se definuje třída, kde každý objekt bude mít vlastnosti name a address, které se nastaví
jednou a už nejdou změnit, čili jako výše Vertex1D.
public record Person (String name, String address) {}
//...
Person p = new Person("Pavel Holec", "Lipová 3, Brno");
1
Co nabízí record?
• record je vlastně typ tříd neměnných objektů.
• Překladač pro nás automaticky pro tuto třídy vytvoří:
◦ konstruktor mající parametr pro nastavení každého atributu (hodnoty) v objektu
◦ přístupové metody pro čtení atributů, např. person.name()
Metody v record
• Dále pak se "samy vytvoří":
◦ metoda equals pro porovnání objektů: dva záznamy budou stejné <⇒ jsou stejné všechny
odpovídající si atributy
◦ metoda hashCode() konzistentní s equals()
◦ "inteligentní" metoda toString vracející např. Person[name=John Doe, address=100 Linda Ln.]

Jména metod jsou odlišná od konvence používané u JavaBeans nebo obecně u
javových objektů: tradičně by bylo person.getName(), ale u záznamu person.name()
Výhody a nevýhody neměnných objektů
Výhody
• je to vláknově bezpečné (thread safe) — objekt může být bezpečně používán více vlákny naráz
• programátor má jistotu, že se mu obsah objektu nezmění — silný předpoklad
• kód je čitelnější, udržovanější i bezpečnější (např. útočník nemůže změnit náš token)
Nevýhody
• chceme-li objekt byť jen drobně změnit, musíme vytvořit nový
• to stojí čas a paměť
Neměnný (final) odkaz
final Person p = new Person("Marek");
// reference cannot be changed
// p = new Person("Jan");
// but object itself can be changed
p.setName("Haha I changed it"); // this works!
2
Neměnný objekt
record Person(String name) {}
...
Person p = new Person("Marek");
// reference can be changed
p = new Person("Jan");
// but object itself cannot be changed
// p.setName("Haha I changed it");
Vestavěné neměnné třídy
• Neměnnou třídou v Javě je String.
• Má to řadu dobrých důvodů - tytéž jednou definované řetězce lze používat souběžně z více míst
programu
• Nicméně i negativní stránky - někdy větší režie spojená s nemodifikovatelností
• Velkou skupinou vestavěných neměnných objektů jsou tzv. objektové obálky primitivních
hodnot.
Objektové obálky nad primitivními
hodnotami
• Java má primitivní typy — int, char, double, …
• Ke každému primitivnímu typu existuje varianta objektového typu — Integer, Character, Double,
…
• Tyto objektové typy se nazývají wrappers.
• Objekty jsou neměnné
• Při vytváření takových objektů není nutné používat new,
◦ využije se tzv. autoboxing, např. Integer five = 5;
◦ Obdobně autounboxing, int alsoFive = five;
Integer objectInt = new Integer(42);
Integer objectInt2 = 42;
Konstanty objektových obálek
• Objektové obálky (např. Double) mají různé konstanty:
◦ MIN_VALUE je minimální hodnota jakou může double obsahovat
3
◦ POSITIVE_INFINITY reprezentuje konstantu kladné nekonečno
◦ NaN je zkratkou Not-a-Number — dostaneme ji např. dělením nuly
• Protože konstanty jsou statické, jejich hodnoty získáme přes název třídy:
double d = Double.MIN_VALUE;
d = Double.NEGATIVE_INFINITY;
Metody objektových obálek
• např. pro Double existuje static double parseDouble(String s) — udělá ze String číslo, z "1.0",
vytvoří číslo 1.0
• obdobně pro Integer a další číselné typy
• pro převody na číselné typy dále int intValue() převod double do typu int
• boolean isNaN() — test, jestli není hodnotou číslo
 Více konstant a metod popisuje javadoc.
Víc hodnot
• Test: Objektové typy (Integer) mají od primitivních (int) jednu hodnotu navíc — uhádněte
jakou!
• je to null
• Integer je objektový typ, proměnná je odkaz na objekt
Rozdíl od primitivních typů
Proč tedy vůbec používat primitivní typy, když máme typy objektové?
int i = 1
• zabere v paměti právě jen 32 bitů
• používáme přímo danou paměť, jednička je uložena přímo v i
Integer i = 1
• je třeba alokace paměti pro objekt, zkonstruování objektu s obsahem 1
• v proměnné i je pouze odkaz, je to (nepatrně) pomalejší
[NOTE] Výkon může být u velkého počtu objektů problém, např. vytvoření miliónu proměnných
typu Integer namísto int může mít dopad na výkon a zcela jistě zabere dost paměti, asi zbytečně.
4
Doporučení
• Používejte hlavně primitivní typy
• Využívejte metody objektových typů, hlavně statické, kde není třeba mít objekt
• Řada objektových jazyků vůbec primitivní typy jako v Javě nemá, vše jsou objekty
Konverze mezi primitivními a objektovými
typy
• Java podporuje automatické zabalení (boxing) a vybalení (unboxing) mezi primitivními typy a
wrappery.
• Proto je následující kód je naprosto v pořádku:
• Nicméně použití primitivního typu je obvykle lepší nápad.
Příklad konverze
int primitiveInt = 42;
// jakoby new Integer(primitiveInt),
// tedy zabalení hodnoty do objektu
Integer objectInt = primitiveInt;
// vybalení hodnoty z objektu
primitiveInt = new Integer(43);
Zvláštnosti
• Zajímavost, anebo spíš podraz Javy:
Integer i1 = 100; // between -127 and 128
Integer i2 = 100;
boolean referencesAreEqual = (i1 == i2); // true
i1 = 300;
i2 = 300;
boolean referencesNotEqual = (i1 == i2); // false
• Poučení: objekty pomocí == obvykle neporovnáváme (budeme se učit o equals).
Proč tak podivné chování?
• Optimalizace využití paměti: "valueOf() returns an Integer instance representing the specified int
value. This method will always cache values in the range -128 to 127, inclusive, and may cache
5
other values outside of this range."
• Důsledek použití návrhové vzoru Flyweight (muší váha), kdy konstruktor (respektive
autoboxing kód v Javě) někdy vrací již dříve vytvořenou instanci (de facto Singleton), jindy zas
zcela novou instanci.
6