在 Kotlin 中，可以使用 val 、var 來決定變數能不能被修改，其中 val 表示該屬性是不可以變動的，而 var 則為可以變動的。
我們經常會使用 data class建立一個資料類別（Data Class）時，在建構式就必須要決定要使用 val或是 var。為了讓資料類別能夠將資料妥善的封裝在裡面，不會在意外的時間被修改，通常我們會使用 val 來限制其修改，所以當使用 val 宣告之後，是否就可以高枕無憂的認為這個資料類別裡的內容是固定的，不會被修改呢？
在大部分的情境之下，這個答案都是正確的，只要我們將屬性用 val 宣告，那麼我們就沒有辦法把其他的直指定到這個變數上。
下面有一個資料類別 BodyInfo裡面存放了兩個屬性（height: Int 以及 weight: Int），當我們嘗試要將新的內容塞給 weight 時，此時就會出現 compiled time error：Val cannot be reassigned ，如下：
data class BodyInfo(val height:Int, val weight: Int)
fun main() {
val bodyInfo = BodyInfo(180, 80)
bodyInfo.weight = 75
}
從上面的內容得知，我們可以使用 val 來保護資料類別內的資料不會被更改。那你可能會有疑問了，如果我們真的有需要修改資料類別裡的資料，該怎麼辦呢？
在 data class 中，我們可以使用 copy()將原先資料類別的內容修改後在複製一份出來，如下範例：
val newBodyInfo = bodyInfo.copy(weight = 75)如此一來，原本所建立好的資料類別還是保持的原本的樣貌，而我們也取得修改後的 ”新” 資料類別。那麼這樣子又有什麼好處呢？當一個資料類別建立出來之後，裡面封裝了相關的資訊，對外部使用者來說，這個類別提供了固定的資訊，在每次的取用都應該得到相同的結果。但是如果我們是使用 var 宣告資料類別內的屬性時，這裡面的屬性就變得可以被修改，如果這個資料類別會在程式裡傳遞，那麼就有可能會收到預期外的內容。而使用 val 就能夠大部分的解決這個問題。
But
如果在資料類別內，存放的屬性是一個可變的集合（Collection）時，雖然不能重新賦值給這個可變列表（因為使用 val 宣告），但是卻可以更新這個列表。而且不太容易注意到的一點是，如果我們是在資料類別的外面建立了這個可變集合，並且持有這個實例，那麼在資料類別的外面也還保有著更新該集合的權力。如下面範例，一個 ClassBodyInfos 存放著所有學生的身高體重的資訊，而這邊使用 MutableMap 作為唯一的屬性，並且將這個屬性設定為 private val，表示為私有的且不能更改，在 main() 中，我們在外部建立了一個 MutableMap，並且將這個 Map 塞進至 ClassBodyInfos 這個資料類別中，從下方結果我們可以得知，ClassBodyInfo 內的資料就是我們在外面所建立的 MutableMap：
data class ClassBodyInfos(private val bodyInfos: MutableMap<String, BodyInfo>) {
override fun toString(): String {
val stringBuilder = StringBuilder()
stringBuilder.append("[\n")
bodyInfos.forEach { (name, bodyInfo) ->
stringBuilder.append("Name: $name, Height: ${bodyInfo.height}, Weight:${bodyInfo.weight}")
stringBuilder.append(",\n")
}
stringBuilder.append("]")
return stringBuilder.toString()
}
}
fun main() {
val maps = mutableMapOf(
"Alex" to BodyInfo(180, 80),
"Johnson" to BodyInfo(200, 90)
)
val classBodyInfos = ClassBodyInfos(maps)
println(classBodyInfos)
}[
Name: Alex, Height: 180, Weight:80,
Name: Johnson, Height: 200, Weight:90,
]如果，我們在外部更改了 MutableMap 呢？
我們將上面的範例稍微修改一下，將 ClassBodyInfo 的值印出來之後，我們在修改外部的 MutableMap，看看這樣會不會對內部的內容有影響，我們在第一次印出 classBodyInfos 之後，就對外部的 Mutable Map 新增了一個項目，並且再次列印其內容：
fun main() {
val maps = mutableMapOf(
"Alex" to BodyInfo(180, 80),
"Johnson" to BodyInfo(200, 90)
)
val classBodyInfos = ClassBodyInfos(maps)
println(classBodyInfos)
maps["Andy"] = BodyInfo(175, 70)
println(classBodyInfos)
}[
Name: Alex, Height: 180, Weight:80,
Name: Johnson, Height: 200, Weight:90,
]
[
Name: Alex, Height: 180, Weight:80,
Name: Johnson, Height: 200, Weight:90,
Name: Andy, Height: 175, Weight:70,
]從上方的結果得知，雖然我們沒有直接使用 ClassBodyInfos 內的 bodyInfos 來修改這個 Mutable Map，但是由於我們在外部持有這個 Mutable Map 的 Reference，所以只要有這個 Reference，就表示多了一個後門可以更新資料類別的內容，而這樣也就讓這個資料類別從「不可變」變成「可變」，而且還是可能在不知情的情形之下被更改內容。
那麼，我們要如何解決這個問題呢？
Kotlin 中，所有的 Collection 類別都有兩種版本，一種是不可變（Immutable）的、另一種則是可變（Mutable）的：
- List Vs MutableList
- Map Vs MutableMap
- Set Vs MutableSet
- …
而從定義的名稱我們可以知道， Kotlin 希望我們用的是哪一種（不可變的）。
若將 ClassBodyInfos內部的 MutableMap 修改成 Map ，且當我們在外部建立 Map 也是使用相同的型別（Map），如此一來，就算持有這個相同 Map 的 Reference 不能夠修改到資料類別內部的 Map：
data class ClassBodyInfos(private val bodyInfos: Map<String, BodyInfo>) {
...
}
fun main() {
val maps = mapOf(
"Alex" to BodyInfo(180, 80),
"Johnson" to BodyInfo(200, 90)
)
val classBodyInfos = ClassBodyInfos(maps)
println(classBodyInfos)
maps["Andy"] = BodyInfo(175, 70) // Compiled error
println(classBodyInfos)
}但是，如果我們在外部是使用 MutableMap 而非 Map，雖然在資料類別內部是 Map，我們仍然可以在外部此 MutableMap，最後還是會影響到資料類別內儲存的資料。
fun main() {
val maps = mutableMapOf(
"Alex" to BodyInfo(180, 80),
"Johnson" to BodyInfo(200, 90)
)
val classBodyInfos = ClassBodyInfos(maps)
println(classBodyInfos)
maps["Andy"] = BodyInfo(175, 70)
println(classBodyInfos)
}[
Name: Alex, Height: 180, Weight:80,
Name: Johnson, Height: 200, Weight:90,
]
[
Name: Alex, Height: 180, Weight:80,
Name: Johnson, Height: 200, Weight:90,
Name: Andy, Height: 175, Weight:70,
]因為 MutableMap 是 Map 的子型別，將 MutableMap 傳進 ClassBodyInfos 內時，會自動轉型成 Map，但是外部持有的還是 MutableMap，雖然型別不同，但是其 Reference 還是相同，所以還是會指向相同的記憶體位置。
防禦性複製
若要避免這種情況的發生，我們可以使用防禦性複製（defensive-copy），什麼是防禦性複製呢？我們將上面的範例修改一下，如下：
data class ClassBodyInfos3(private val infos: Map<String, BodyInfo>) {
private val bodyInfos:Map<String, BodyInfo> = infos.toMap()
...
}當我們從外部傳入一個 Map 時，我們可以在 data class 的內部直接使用 toMap() 將傳進來的 Map 直接複製一份存起來，如此資料類別內部的 Map 就與外部的那份毫無關聯，外部怎麼操作都與內部無關。修改後，重新執行一次：
[
Name: Alex, Height: 180, Weight:80,
Name: Johnson, Height: 200, Weight:90,
]
[
Name: Alex, Height: 180, Weight:80,
Name: Johnson, Height: 200, Weight:90,
]從結果可以發現，我們得到的結果不會受到外部所影響，而這也就是防禦性複製保護了資料類別。
結論
把資料封裝在資料類別裡面，因為我們期待的是能夠在未來的任何時間點都能取得裡面的資料，也就是說，其內容應該是在初始化之後就確定了，之後該類別只負責提供資料的內容，所以 Kotlin 的 data class 可以只寫建構式即可。
也就是說當資料類別的實例建立之後，每次的取值應該都要是相同的，這個資料類別才能夠更安心的使用，所以資料類別的屬性應該使用 val 來宣告，而非 var。
但是如果資料類別需要的是一個列表，就算是宣告成 val 也能夠被修改，原因就是因為外部的呼叫者持有了該列表的實例，也就表示持有了它的 Reference，所以也就能夠更改這個列表。
如果有被外部更改的可能性，我們可以採用防禦性複製的方式，如此一來，外部持有的實例就與資料類別內部的無關，也就不會影響到內部了。
參考
《Good Code, Bad Code — 寫出高品質的程式碼》（碁峰資訊：Tom Long，2022）7–2 考慮讓事物深度不可變
《Effective Java, Third Edition》（Pearson: Joshua Bloch，2018）Item 50 — Make defensive copies when needed
