同じ値を持つインスタンスを二重に作れないようにするには？

現在「わかりやすいJava オブジェクト指向徹底解説」というテキストを読んでいます。
53ページに次のような文章がありました。

コンストラクタをprivateにするのは、インスタンスの生成をコントロールするための特殊なケースです。インスタンスを１つだけしか作れないようにするとか、同じ値を持つインスタンスを二重に作れないようにする、などの場合があります。

前者のインスタンスを１つだけしか作れないようにするというのはSingletonのことだろうというのはわかりました。

ここでいくつか質問があります。
後者の「同じ値を持つインスタンスを二重に作れないようにする」という部分にはSingletonのような名前はありますか？
また、これを効率よく実現するにはどのようにcodingすれば良いですか？

一応、実現の仕方については次のように考えてみましたが、これではインスタンスを多く作ろうとする時に大変効率が悪いように感じます。
そもそも間違っている、こうすれば効率がよい、などなど何かアドバイスがあればご教授願いたいです。よろしくお願い致します。

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Objects;

public class Student {
    private int number;
    private String name;
    private static List<Student> list = new LinkedList<>();

    private Student(int number, String name) {
        this.number = number;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Student)) return false;
        Student student = (Student) o;
        return number == student.number && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(number, name);
    }

    public static Student getInstance(int number, String name) {
        Student tmp = new Student(number, name);
        if (list.stream()
                .filter(s -> s.equals(tmp))
                .count() > 0) {
            System.out.println("すでに作成されたインスタンスです");
            return null;
        }
        else {
            System.out.println("インスタンスの作成に成功！");
            list.add(tmp);
            return tmp;
        }
    }
}

public class Exec {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = Student.getInstance(100, "佐藤一郎");
        Student s2 = Student.getInstance(101, "山田花子");
        Student s3 = Student.getInstance(102, "山田花子");
        Student s4 = Student.getInstance(100, "佐藤一郎");
    }
}

実行結果
インスタンスの作成に成功！
インスタンスの作成に成功！
インスタンスの作成に成功！
すでに作成されたインスタンスです

行動規範の内容に同意します

回答4件

一応、実現の仕方については次のように考えてみましたが、これではインスタンスを多く作ろうとする時に大変効率が悪いように感じます。

そもそも間違っている、こうすれば効率がよい、などなど何かアドバイスがあればご教授願いたいです。

間違っているというか、そもそもそのようなことをさせたくないので、コンストラクタを呼べなくしているのに、インスタンスを生成できるようにしたら意味がありません。

ガードをかけるという実装もあるとは思いますが。
以下のようなものが意味合いとしては正しいかと思います。

java
1public class Coin {
2	private String face;
3	public final static Coin HEAD = new Coin("HEAD");
4	public final static Coin TAIL = new Coin("TAIL");
5
6	private Coin(String s) {
7		face = s;
8	}
9
10	public String toString() {
11		return face;
12	}
13}

あとは、DBまわりのコネクションプールとかもそうですね。
コネクション数には限りがあるので、それを自前で生成させずにコネクションを管理するクラスを
経由することでコネクションの生成に制限をつけます。

投稿2021/03/09 01:03

編集2021/03/09 02:51

momon-ga

総合スコア4820

swordone

2021/03/09 02:44

> 間違っているというか、そもそもそのようなことをさせたくないので、コンストラクタを呼べなくしているのに、インスタンスを生成できるようにしたら意味がありません。いや、それは違うと思います。 Optionalなんかはコンストラクタはprivateですが、普通にインスタンスを作成して使います。

momon-ga

2021/03/09 05:00 編集

インスタンスを作らないということがいいたいのでなく、大量にインスタンスを作るようなものに適用しないといいたかったのです。 ※とはいえ、ぜんぜん言葉足らずですね。申し訳ないです。 Optionalと、提示にあるStudentが同じような用法で使われてるとは思いません。 > インスタンスを１つだけしか作れないようにするとか、同じ値を持つインスタンスを二重に作れないようにする Optionalは、どちらの例にも当てはまらないと思います。そもそも、Optionl自体は意味のあるエンティティじゃないので・・・

swordone

2021/03/18 14:59

では、LocalDateTimeなどはどうでしょう？

momon-ga

2021/03/19 00:50 編集

LocalDateTImeが > コンストラクタをprivateにするのは、インスタンスの生成をコントロールするための特殊なケースです。インスタンスを１つだけしか作れないようにするとか、同じ値を持つインスタンスを二重に作れないようにする、などの場合があります。を実現している例とは思えないですけど、どうでしょうか？インスタンスを生成するメソッドを公開すれば、コンストラクタをprivateにしても、インスタンスは複数作れるのは当然ですし、探せば他にもでてくると思います。コンストラクタをprivateにする意味もほぼないです。インスタンス生成に名前をつけることを目的としているのだと思います。上記の例と違う理由で、コンストラクタをprivateにすることもあるという主張でしたら、否定はしません。

swordone

2021/03/19 02:02

「インスタンスの生成をコントロール」には当てはまるのではないでしょうか。この説明は「インスタンスの生成をコントロールする」例は言ってますが、「コンストラクタをprivateにするケースは必ずこれだ」とは言っていません。

momon-ga

2021/03/19 05:43

おっしゃるとおりですね。＜コンストラクタをprivateにするケースは必ずこれだ」とは言っていません。

行動規範の内容に同意します

名前は知りませんが、少なくとも作成済みのインスタンスの保存はSetにするべきでしょう。Listの場合は毎回端から順番に探すことになり、効率が悪いです。

投稿2021/03/08 12:59

swordone

総合スコア20649

dodox86

2021/03/08 13:55

＞@質問者さん Singletonは「デザインパターン」の中で述べられるパターンの名前のひとつで、同じ値を持つインスタンスを複数持たせないというパターンは「デザインパターン」の中には特に無いので、そのレベルでは「無い」と言えるのではないでしょうか。「データ構造」としてみると、値に重複が無いものはswordoneさんの回答の「Set」がそのものズバリで言えていると思います。「Set」とは、Java以外の他のプログラミング言語でも使われますし。 Set (abstract data type) https://en.wikipedia.org/wiki/Set_(abstract_data_type)

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー