immutability-konzept

Unveränderlichkeit (Immutability)

Kurz: Ein unveränderliches (immutables) Objekt kann nach seiner Erzeugung nicht mehr geändert werden. Statt es zu modifizieren, erzeugt man eine neue, angepasste Kopie.

Genauer: Unveränderliche Daten verhindern ganze Fehlerklassen: Niemand kann ein Objekt „hinter dem Rücken“ ändern, und mehrere Threads dürfen es ohne Sperren gleichzeitig lesen. Strings sind in Java, Python, C# und JavaScript unveränderlich; viele Sprachen bieten unveränderliche Sammlungen (Tupel, record, const, val, frozen).

Im Detail

name = "Mia"
neu = name.upper()          # neuer String; "Mia" bleibt unverändert
 
punkt = (3, 4)              # Tupel: unveränderlich
# punkt[0] = 5              # TypeError
 
from dataclasses import dataclass, replace
 
@dataclass(frozen=True)
class Person:
    name: str
    alter: int
 
p = Person("Mia", 17)
q = replace(p, alter=18)    # Kopie mit geänderter Eigenschaft
print(p, q)

const konfig = Object.freeze({ port: 8080, debug: false });
const neu = { ...konfig, debug: true };    // Kopie mit Änderung
const liste = [1, 2, 3];
const erweitert = [...liste, 4];           // liste bleibt [1, 2, 3]

public record Punkt(int x, int y) {}       // Felder sind final

Vor- und Nachteile

Vorteile	Nachteile
keine versehentlichen Änderungen	Kopieren kostet Zeit und Speicher
thread-sicher ohne Sperren	etwas mehr Schreibaufwand
einfach zu testen und nachzuvollziehen	bei sehr großen Daten braucht man persistente Datenstrukturen

Persistente Datenstrukturen (Clojure, Scala, Immutable.js) teilen unveränderte Teile zwischen Versionen und machen Kopien billig. Verwandt sind const/final: Sie schützen nur die Variable, nicht unbedingt das Objekt dahinter (eine const-Liste in JavaScript darf weiterhin wachsen).

Siehe auch: Pure Function, Thread, Konstanten, Strings