3.2 数据类的局限性

数据类的一个缺点是不提供封装。我们看到了编译器如何为数据类生成equals、hashCode和toString方法，但没有提到它还生成了一个copy方法，该方法为当前的值对象创建一个新的副本，并为新副本中的一个或多个属性设置不同于原来的值。

例如，以下代码创建了一个电子邮件地址的副本，其localPart为postmaster，并且具有和原对象相同的域：

对于很多类型来说，这非常方便。但是，当一个类对其内部表示进行抽象或在其属性之间维护不变性时，copy方法允许调用端代码直接访问值的内部状态，这可能会破坏其不变性。

让我们看一下Travelator应用中的一个抽象数据类型——Money类：

❶ 构造函数是私有的。其他类通过调用静态的Money.of方法获取Money值，该方法确保金额的精度与货币的最小单位一致。大多数货币都可以换算为100个最小单位（两位小数），但有些货币的最小单位数少一些，有些多一些。例如，日元没有最小单位，约旦第纳尔由1000菲尔组成。

of方法遵循现代Java的编码约定，它从源头上区分了具有身份标识的对象（由new运算符构造）和值（从静态方法获得，不可变）。Java的时间API（例如，LocalDate.of（2020,8,17））和集合API中最新添加的方法（例如，List. of（1,2,3）创建一个不可变列表）遵循此约定。

该类为String或int金额提供了一些方便的of方法重载。

❷ Money值基于JavaBean的约定方式公开了其金额和货币属性，尽管它实际上并不是JavaBean。

❸ equals和hashCode方法实现了值语义。

❹ toString方法返回其属性的表示，可以展示给用户，而不仅仅用于调试。

❺ Money提供了货币价值计算的操作。例如，可以将货币值相加。add方法通过直接调用构造函数（而不是使用Money.of）来构造新的Money值，因为BigDecimal. add的结果已经有了正确的精度，所以我们可以避免在Money.of中设置精度的开销。

BigDecimal.setScale方法令人困惑。尽管其方法名类似于JavaBean的属性设置器，但实际上它并不改变BigDecimal对象。与EmailAddress和Money类一样，BigDecimal是一个不可变的值类型，因此setScale会返回具有指定精度的新BigDecimal值。

Sun在Java 1.1的标准库中加入了BigDecimal类。此版本还包括第一版的JavaBeans API。围绕Beans API的大肆宣传使JavaBeans编码约定被广泛采用，即便对于像BigDecimal这种并非JavaBean的类也是如此（参见第1章）。当时并没有针对值类型的Java约定。

如今，我们避免使用set前缀为不改变调用者状态的方法命名，而是当方法返回一个对调用者的转换时，使用方法名来强调其意图。一个常见的约定是对影响单个属性的转换使用with前缀，这将使Money类中的代码变为：

在Kotlin中，可以编写扩展函数来修复此类历史问题。如果我们正在编写大量运用BigDecimal进行计算的代码，那么这样做可以提高代码的清晰度，可能是值得的：

将Money类转换为Kotlin会生成以下代码：

Kotlin类中仍然有一个主构造函数，但该构造函数现在被标记为私有的。其语法有点笨拙：我们重新格式化了翻译器生成的代码，使其更易于扫描。与EmailAddress.parse一样，静态的of工厂函数现在是带有@JvmStatic注解的伴生对象上的方法。总的来说，代码并没有比原来的Java简洁多少。

我们可以通过将它变成数据类来进一步减少代码量吗？

当我们将其Money类改为数据类时，IntelliJ会高亮显示主构造函数的private关键字并发出警告：

这是怎么回事？

Money类的实现中隐藏着一个细节，其属性之间保持着一种不变性，确保金额字段的精度等于货币字段中最小单位货币的默认位数。通过私有构造函数防止Money类之外的代码创建违反不变性的值。Money.of（BigDecimal,Currency）方法确保其不变性对于新的Money值是正确的。add方法可以保持该不变性，因为将两个具有相同精度的BigDecimal值相加会产生一个也具有相同精度的BigDecimal，所以它可以直接调用构造函数。这样，构造函数只需要为字段赋值，在知道它永远不会调用违反其不变性的参数时是安全的。

但是，数据类的copy方法始终是公开的，这样会允许调用端代码创建违反不变性的Money值。与EmailAddress不同，像Money这样的抽象数据类型不能实现为Kotlin的数据类。

如果值类型必须在其属性之间保持不变性，则不要将其定义为数据类。

我们可以使用将在后面章节中遇到的Kotlin功能使类更加简洁和方便。因此，我们暂时放下Money类，第12章将再次讨论它，对它进行全面的改进。