record 與 class 的差異、record 的限制

1. record 與 class 的比較：主要差異是什麼？

在 Java 中，我們有兩種主要方式來描述自訂資料型別：一般類別 (class) 與 record 類別 (record)。乍看之下，兩者都能用來儲存並處理資料；但深入一點就會發現，差異比想像中多！

差異表: class vs record

範例說明

一般類別：

public class Person {
    private final String name;
    private final int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() { return name; }
    public int getAge() { return age; }

    @Override
    public boolean equals(Object o) { /* ... */ }
    @Override
    public int hashCode() { /* ... */ }
    @Override
    public String toString() { /* ... */ }
}

record 類別：

public record Person(String name, int age) { }

就這樣！一行程式碼——就能得到相同（甚至更好）的效果，而且不會遺漏重要實作。

2. record 類別的限制

record 不是「簡短語法」而已，而是一套有嚴格規範的概念。以下詳細說明。

record 一律為 final

依定義，record 類別一律為 final。也就是說，您無法從 record 建立子類別：

public record Point(int x, int y) { }

// public class ColoredPoint extends Point { } // 編譯錯誤！

若需要擴充行為，請使用一般類別或合成（把 record 放進類別中）。

record 不能作為超類別

record 類別不能作為其他類別的父類別，它一律是 final。這是合理的：如果可以，某人可能加上可變欄位——整個「不可變資料」的概念就會崩潰。

僅有 final 欄位（元件）

所有 record 元件都在標頭中宣告，且預設為 private final。您不能在 record 的主體中新增非靜態欄位：

public record User(String login, String email) {
    // int counter; // 錯誤！不可新增非靜態欄位
    static int totalUsers = 0; // 可以，這是靜態欄位
}

沒有 setter

record 類別不能為元件提供 setter。任何加入類似 setX(int x) 的方法都沒有意義：您無法在建立物件後變更欄位值。

public record Point(int x, int y) {
    // public void setX(int x) { this.x = x; } // 錯誤：無法變更 final 欄位
}

沒有無參數建構子

record 類別始終只有主要建構子，必須接收所有元件的值。無法在未提供所有資料的情況下建立 record：

Point p = new Point(1, 2);  // OK
// Point p = new Point();   // 錯誤：沒有無參數建構子

沒有非靜態初始區塊

record 類別不能包含非靜態初始區塊（也就是寫在方法之外的大括號初始區塊）：

public record User(String login) {
    // { /* ... */ } // 錯誤：禁止非靜態初始區塊
}

繼承方面的限制

record 類別不能顯式繼承其他類別（除了作為所有 record 基底類別且對我們隱藏的 java.lang.Record）。但可以實作介面！

public interface Printable {
    void print();
}

public record Book(String title) implements Printable {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("列印書籍: " + title);
    }
}

不適合複雜的商業邏輯

record 著重在資料，而非行為。若物件具有複雜邏輯、可變狀態、「生命週期」或大量相依性——record 幫不上忙，改用一般類別更合適。

3. 何時該使用 record 類別？

• DTO (Data Transfer Object): 在應用層、服務、微服務或 REST 控制器之間傳遞不可變資料（例如 JSON 回應）。
• Value Object: 僅由其值所定義的物件。
• 集合中的鍵與值: 當需要正確實作 equals 與 hashCode（例如用於 HashMap 或 Set）。
• 計算結果: 當需要從方法一次回傳多個值（例如，record Pair<T, U>(T first, U second)）。

範例：REST 控制器的 DTO

public record UserDto(String login, String email) { }

現在可以放心從控制器回傳此型別的物件，而不必擔心有人會改動其欄位。

範例：HashMap 的鍵

public record Point(int x, int y) { }

Map<Point, String> pointNames = new HashMap<>();
pointNames.put(new Point(1, 2), "A");
pointNames.put(new Point(3, 4), "B");

// 一切運作正常：equals 和 hashCode 已經實作好了！

4. 何時不該使用 record 類別

• 可變狀態： 只要有任一欄位需要在物件建立後變更。
• 複雜邏輯： 物件具有複雜行為、許多方法、以及包含可變狀態的巢狀物件。
• 繼承： 需要類別階層、抽象基底類別、或方法覆寫。
• 商業邏輯的實體： 例如存在於資料庫且具有唯一識別碼的物件。

範例：需要一般類別的情況

public class Account {
    private String id;
    private int balance;

    public Account(String id, int balance) {
        this.id = id;
        this.balance = balance;
    }

    public void deposit(int amount) { balance += amount; }
    public void withdraw(int amount) { balance -= amount; }
    // getters, setters, equals, hashCode, toString...
}

這裡明顯會改變物件狀態——record 不適合。

5. 實務範例：在 record 與 class 之間做選擇

範例 1：record——完美選擇

public record Rectangle(int width, int height) {
    public int area() {
        return width * height;
    }
}

• 矩形僅由寬與高決定。
• 建立後無需變更這些值。
• 可加入實用方法 area()。
• 其餘由 Java 替您處理。

範例 2：class——較佳選擇

public class MutableRectangle {
    private int width;
    private int height;

    public MutableRectangle(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public void setWidth(int width) { this.width = width; }
    public void setHeight(int height) { this.height = height; }

    public int area() { return width * height; }
}

建立後還需要調整矩形尺寸？使用一般類別。

6. 使用 record 類別時的常見錯誤

錯誤一：嘗試新增非靜態欄位。
record 類別不允許在元件清單之外宣告非靜態欄位。若嘗試這麼做——編譯器會報錯。例如：

public record City(String name) {
    // int population; // 錯誤！
}

錯誤二：想要加入 setter。
record 不支援元件的 setter。任何在物件建立後嘗試變更欄位值的行為——都是編譯錯誤。

錯誤三：嘗試繼承 record 或讓 record 繼承其他類別。
record 一律為 final。不能從 record 繼承，record 也不能繼承其他類別（隱含的 java.lang.Record 除外）。

錯誤四：將 record 用於可變物件。
如果計畫在建立後變更物件狀態——record 不適用！請使用一般類別。

錯誤五：忽略建構子的限制。
record 類別必須具有接受所有元件值的建構子。不存在無參數建構子！