你提供的代码是一个 **排程快照类 `ScheduleSnapshot`**，用于在任务调度过程中保存当前状态的“深拷贝”，以便后续可以回滚到该状态。这在回溯算法、试探性排程、撤销操作等场景中非常常见。
下面我将 **逐行解析这个类的设计与实现**，解释其作用、每个字段的意义、拷贝方式的选择以及为何要这样设计。
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## ✅ 类总览
```java
public static class ScheduleSnapshot {
// 保存多个状态映射的副本
private final Map<String, Map<Date, BigDecimal>> remainingTimeMap;
private final Set<String> filledClasses;
private final Map<String, Set<String>> filledClasses2;
private final Map<String, Set<String>> deviceOccupyMap;
private final Map<String, List<PpMachiningOrderList>> assignedCache;
private final Map<String, Map<Date, List<String>>> tem;
// 构造函数：深拷贝传入的所有状态
public ScheduleSnapshot(...)
// 恢复方法：把快照中的数据写回原始对象
public void restore(...)
}
```
这是一个典型的 **Memento（备忘录）模式** 的应用：保存系统某一时刻的状态，供之后恢复使用。
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## 🧩 字段详解（每个字段代表什么？）
| 字段 |
类型 | 含义 |
|------|------|------|
| `remainingTimeMap` | `Map<String, Map<Date, BigDecimal>>` | 表示某种资源（如设备、工序）在不同日期的剩余可用时间。例如：`"MachineA"` → `Date: 剩余工时(BD)` |
| `filledClasses` | `Set<String>` | 已被“填满”的类别集合（可能是班次、班组、产线等），一旦填满就不允许再分配任务 |
| `filledClasses2` | `Map<String, Set<String>>` | 更复杂的填充关系，比如 `"Line1"` → `{"ShiftA", "ShiftB"}`，表示某条线上哪些班次已满 |
| `deviceOccupyMap` | `Map<String, Set<String>>` | 设备占用情况，如 `"DeviceX"` → `{"Order123", "Order456"}`，记录哪些订单占用了该设备 |
| `assignedCache` | `Map<String, List<PpMachiningOrderList>>` | 缓存已分配的任务，按 key 分组（可能是设备、工人、工序），保存当前已安排的加工单列表 |
| `tem` | `Map<String, Map<Date, List<String>>>` | 临时结构，可能用于存储每日排班或临时占位信息，如 `"WorkerGroup"` → `Date → ["Order1", ...]` |
这些字段共同构成了一个 **完整的排程上下文状态**。
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## 🔐 构造函数：为什么要做深拷贝？
构造函数接收原始状态，并通过一系列 `deepCopyXxx()` 方法进行 **深度复制**，确保：
> 快照中的数据独立于原对象，后续修改不会互相影响。
### ❗关键点：浅拷贝 vs 深拷贝
如果不做深拷贝，只复制引用，那么当你修改原始数据时，快照里的数据也会变 —— 这是灾难性的！
所以必须层层拷贝到底层可变对象。
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## 🔍 各 `deepCopy` 方法详解
### 1. `deepCopyRemainingTimeMap`
```java
private Map<String, Map<Date, BigDecimal>> deepCopyRemainingTimeMap(Map<String, Map<Date, BigDecimal>> src) {
return src.entrySet().stream()
.collect(Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey,
e -> new HashMap<>(e.getValue()) // 第二层 map 是新 HashMap
));
}
```
✅ **双层深拷贝完成**：
- 外层 key 不变（String）
- 内层 `Map<Date, BigDecimal>` 是新建的，不影响原 map
📌 注意：`BigDecimal` 是不可变对象，无需再拷贝。
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### 2. `deepCopyFilledClasses2` 和 `deviceOccupyMap`
```java
private Map<String, Set<String>> deepCopyFilledClasses2(Map<String, Set<String>> src) {
return src.entrySet().stream()
.collect(Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey,
e -> new HashSet<>(e.getValue())
));
}
```
✅ 对 `Map<String, Set<String>>`
类型做了深拷贝：
- 外层 map 新建
- 每个 value（Set）也是新的 HashSet
⚠️ 注意：`deviceOccupyMap` 使用了相同的拷贝方法，说明它和 `filledClasses2` 结构一致。
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### 3. `deepCopyTem`
```java
private Map<String, Map<Date, List<String>>> deepCopyTem(Map<String, Map<Date, List<String>>> src) {
return src.entrySet().stream()
.collect(Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey,
e -> e.getValue().entrySet().stream()
.collect(Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey,
innerE -> new ArrayList<>(innerE.getValue())
))
));
}
```
✅ 三层结构全部深拷贝：
- 外层：`String → Map`
- 中间层：`Date → List`
- 最内层：`List<String>` 是新 ArrayList
📌 `String` 不可变，无需拷贝；但 `List` 可变，必须新建。
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### 4. `deepCopyAssignedCache`
```java
private Map<String, List<PpMachiningOrderList>> deepCopyAssignedCache(Map<String, List<PpMachiningOrderList>> src) {
return src.entrySet().stream()
.collect(Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey,
e -> new ArrayList<>(e.getValue()) // 浅拷贝：新建 list，但对象引用相同
));
}
```
❗注意注释：“**浅拷贝：新建 list，但对象引用相同**”
这意味着：
- 列表本身是新的（你可以增删不影响原列表）
- 但里面的 `PpMachiningOrderList` 对象是同一个实例！
👉 是否安全取决于业务逻辑：
| 场景 | 是否安全 |
|------|---------|
| 只读访问这些对象 | ✅ 安全 |
| 修改对象内部字段（如 setQty, setStatus） | ❌ 危险！会影响原状态 |
🔧 如果需要完全隔离，应实现对象克隆（如序列化拷贝、手动 new 或使用 BeanUtils.copyProperties 等）
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## 💾 `restore()` 方法：如何恢复状态？
```java
public void restore(
Map<String, Map<Date, BigDecimal>> remainingTimeMap,
Set<String> filledClasses,
Map<String, Set<String>> filledClasses2,
Map<String, Map<Date, List<String>>> tem,
Map<String, Set<String>> deviceOccupyMap,
Map<String, List<PpMachiningOrderList>> assignedCache) {
// 清空原始容器，然后放入快照中的副本
remainingTimeMap.clear();
remainingTimeMap.putAll(this.remainingTimeMap);
filledClasses.clear();
filledClasses.addAll(this.filledClasses);
// ... 其他类似
}
```
✅ 恢复策略：
- 所有外部传入的“状态容器”都被清空
- 然后用快照中的副本重新填充
📌 这是一种 **整体替换式恢复**，适用于你在尝试某个排程分支失败后想“回到上一个稳定状态”。
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## 🎯 使用场景举例
```java
// 保存当前状态
ScheduleSnapshot snapshot = new ScheduleSnapshot(remainingTimeMap, filledClasses, ..., assignedCache);
try {
// 尝试排程某些订单
boolean success = tryScheduleSomeOrders(...);
if (!success) {
// 回滚！
snapshot.restore(remainingTimeMap, filledClasses, ..., assignedCache);
}
} catch (Exception e) {
// 出错也回滚
snapshot.restore(...);
}
```
这在以下场景特别有用：
- 排程试探失败需回退
- 支持“撤销”功能
- 多路径搜索最优解（回溯法）
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## ✅ 总结：优点与建议
### ✔️ 优点
| 特性 | 说明 |
|------|------|
| **状态隔离** | 通过深拷贝避免共享可变状态 |
| **恢复能力** | 支持完整状态回滚 |
| **结构清晰** | 字段命名规范，职责明确 |
| **扩展性强** | 易于添加新状态字段 |
### ⚠️ 可改进点
1. **`assignedCache` 的浅拷贝风险**
- 建议增加注释警告：“若修改 PpMachiningOrderList 实例字段会导致状态污染”
- 或者改为深拷贝（如果对象不多）：
```java
e.getValue().stream().map(deepCopyOrder).collect(Collectors.toList())
```
2. **性能考虑**
- 深拷贝成本高，频繁创建快照会影响性能
- 可考虑差量备份（只记录变化部分）
3. **Date 的不可变性问题**
- `Date` 是可变对象（非 final），虽然这里没改，但建议未来用 `LocalDateTime`
4. **泛型提取成工具类**
- 很多深拷贝逻辑可以封装为通用工具方法，如：
```java
CollectionUtils.deepCopyMap(map, HashSet::new);
```
---
###
本文详细介绍了在Java编程中遇到无法实例化抽象接口Map<String, Boolean>的问题，并提供了正确的实现方式，即使用其具体实现类HashMap。通过实例演示，帮助开发者避免常见错误并提高代码效率。
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