Java 不可變類型深度解析：BigInteger、String 與包裝類的特性與最佳實踐

經典錯誤示例

BigInteger total = BigInteger.ZERO;
total.add(BigInteger.valueOf(5000));
total.add(BigInteger.valueOf(50000));
total.add(BigInteger.valueOf(500000));
System.out.println(total); // 輸出 0，而非預期的 555000

原因：不可變性

BigInteger、String、BigDecimal 及所有包裝類（Integer、Long 等）均為 不可變類型。其方法不會修改原對象，而是返回新對象。

正確用法

BigInteger total = BigInteger.ZERO;
total = total.add(BigInteger.valueOf(5000));
total = total.add(BigInteger.valueOf(50000));
total = total.add(BigInteger.valueOf(500000));
System.out.println(total); // 輸出 555000

不可變類型的優勢

• 線程安全：狀態不可變，天然免疫競態條件。
• 可安全共享：常量池、緩存實例（如 Integer.valueOf(-128~127)）可放心複用。
• 簡化設計：無需防御性拷貝，減少副作用 Bug。
• 支持哈希容器：作為 Map 鍵或 Set 元素時，哈希碼穩定不變。

常見陷阱與對策

自定義不可變類要點

1. 類聲明 final，防止繼承破壞不變性。
2. 所有字段 private final。
3. 不提供任何修改狀態的方法（setter、非最終字段修改）。
4. 構造器中對可變參數進行防御性拷貝（如 new ArrayList<>(list)）。
5. getter 返回可變對象時亦需拷貝。