ADT中的RI,AF,Rep Exposure

RI(Representation invariant)：表示不变量，即类中属性必须满足的那些条件。

构建一个Person类的时候，我们并不希望一个人的名字为null，或者他的年龄为负数,所以我们可以写下对应的RI:

public class Person{

    private String name;
    private Integer age;

    
}

Lab2中Edge类的实现（有向图的一条有向边），在spec中要求了每条边的起点和终点必须是非空的，并且这条边的权重必须为正。所以可以写下对应的RI:

class Edge{

    private final L source;
    private final L target;
    private final int weight;

    
}

①为什么要写RI：

一个类中有许多属性，他们必须满足一些特定的条件以防止程序运行时出现一些错误。写下RI可以告知这个类的使用者需要注意哪些地方，还可以根据RI编写checkRep函数来检查这些不变量。

②RI限定了类属性的取值：

例如Person类中name可以是任意的字符串（包括空串），但是我们不希望name为空，所以人为限定了 name ！= null。 这时，name的取值集合就不再是任意字符串，而变成了除了空串以外的字符串，这个集合显然是所有字符串集合的一个子集。（设所有字符串的集合为U,满足RI的name的取值集合为A,那么显然 ）

③：RI就是一个条件：

这个条件是开发人员自己确定的，它与这个抽象类的使用场景有关。这个条件一旦确定就不能再改变（毕竟它的名字叫表示不变量）。这个条件是“对各个类属性的合法取值的一种描述”。符合RI描述的取值为合法的，否则是不合法的。

这是一个用来检查表示不变量（RI）的函数。一般使用断言来检查，这样在程序正式发布的时候，可以控制JVM中的开关来选择是否执行这些断言。

public class Person{

    private String name;
    private Integer age;

    

    private void checkRep(){
        assert name != null;
        assert age >= 0;    
    }
}

class Edge{

    private final L source;
    private final L target;
    private final int weight;

    
    
    private void checkRep(){
        assert source != null;
        assert target != null;
        assert weight > 0;
    }
}

由上面两个例子可以看到，checkRep()就是按照RI的内容来写的。在creator,producer,mutator这些类型的方法中调用checkRep方法来检查RI是否还保持不变，如果断言没通过则是发生了错误。

AF（Abstraction function）：抽象函数，类似于一个映射。

说明：集合A为抽象空间（Abstract） ，集合R为表示空间（Rep）。

集合A是抽象值构成的空间：即client看到和使用的值。

集合R是表示值构成的空间：即实现者看到和使用的值。

用户（client）只关注抽象空间A，而ADT的实现者需要关注两个空间。（用户只用知道怎么用即可，具体内部怎么实现不需要关心。而ADT实现者必须对两个空间有清晰的把握）

如上图所示，这就是 “构造的程序的 ADT内部的量” ——> “客户想要操作的量”  这样一个映射。

AF一定是满射，不一定是单射，因此不一定是双射。

也就是R中的对象不一定能找到A，但是A中的抽象必须有R中对应的对象。（类比：客户要求的功能你必须要实现，但是你另外多写了什么没有关系）

这里引用老师ppt的一段内容：

What determine AF and RI?

 

 

 

这个ADT是要表示一条推文：

public class Tweet{
    private final String author;    //作者
    private final String text;      //内容
    private final Date timestamp;   //时间戳

    
    
}

Rep Exposure：表示泄露。

java中数据类型可以分为mutable和immutable两种。对前者进行的操作会直接改变其内部数据，而对后者的操作不是改变其内部值，而是构造新的对象。因此，对于mutable的数据，如果没有良好的保护，意味着client对其的调用可以直接修改内部数据。

mutable类中可以直接用setter对其相应的内部值进行修改，而且这种修改是对类中变量指向的地址的内容进行修改，这就会导致表示泄露。应对此情况的方法是，getter得到的不应该是类中的变量，而是类中变量的一个副本，这也就是常说的防御式拷贝。

防止表示泄露通常有以下几种方法：

1. 使用private和final关键字修饰:------即将类中所有的属性（变量）定义为private类型，目的是不让用户得到你的内部属性。final使属性不能被修改和继承。
2. 尽量使用immutable数据类型，比如能使用String就不使用StringBuilder，能使用Instance或
LocalDateTime就不使用Data