什么是可变类。我们如何在C＃中创建一个可变且不可变的类

Question

我在CMMI 5级公司采访中被问到如何在C＃中创建一个可变和不可变类。我听说过的可变和不可变这意味着可以改变和不能改变，像字符串和StringBuilder的。

但是，我不知道如何创建一个可变类和不可变类。我们有String和String构建器。但是当创建一个，我被迫在网上搜索这个，但找不到任何有用的，所以想到这里问。

但是，我试图通过在类中定义一个属性并在其Getter上创建它，我创建了一个新的字符串对象来复制它。但没有成功理解。

此外，我已经提到了一个问题已经在stackoverflow中提出了关于不可变和可变的问题。但是，我的问题是不同的。我想知道如果我想创建一个可变类，那么除了使用String或其他可变类之外，我将如何使用它。

Answer 1

C＃没有与const相同的支持水平 - C++提供的正确性（忽略代码合同），但它仍然提供readonly修饰符（以及C＃6.0中真正的只读自动属性），这有助于。

C＃也缺乏对Record类型的语法支持，但不幸的是它们是从C＃7中提取的，所以我们不得不再等一年。

无论如何，.NET中的不可变类型只是一个POCO，它在构造后不能修改其状态。请注意，只有编译器或运行时才会执行此操作，前提是您的类型的每个字段都标记为readonly，并且每个复杂（即非标量）成员也都受到类似限制。噢，你不能有任何数组成员，因为在C＃中没有强制只读缓冲区。这意味着在实践中，C＃中的“不可变”类型只是一个设计良好的POCO，消费者（按照规则玩游戏的人）可以对使用它时做出某些假设，例如，不可变类型本质上是线程安全的。但就是这样。没有特殊的AOT或JIT优化，也没有运行时显示的任何特殊行为。这是一个非常“人为因素” - 信达的事情。

下面这个类是不可变的：

class Immutable { 
    private readonly String foo; 

    public Immutable(String foo, String bar) { 
     this.foo = foo; 
     this.Bar = bar; 
    } 

    public String Bar { get: } 

    public String Baz { get { return this.foo.Substring(0, 2); } } 
} 

这是不可改变的，因为每场（即它的实例状态）既readonly和不可改变的（我们只知道这是因为System.String是众所周知的是不可变的）。如果foo改为StringBuilder或XmlElement那么它将不再是不可变的。

注意，严格来说，readonly修改不需要更改的，它只是可以更容易地证明，它确实为编译时执行的一些级别（和可能一些运行时优化）。

为了比较起见，该类不是不可变的（即，它是可变的）：

class Mutable { 
    private readonly Int32[] values; 
    public Mutable(Int32 values) { 
     this.values = values; 
    } 

    public Int32[] GetValues() { 
     return this.values; 
    } 
} 

它是可变的，因为：

1. Int32[]（数组类型）是可变的
2. 它返回经由GetValues
3. 一个参照可变数组它接受一个施工期间可变对象参数。

下面是一个例子证明，为什么它不是一成不变的：使用Mutable的API时

Int32[] values = { 0, 1, 2, 3 }; 
Mutable mutable = new Mutable(values); 

Print(mutable.GetValues()); // prints "0, 1, 2, 3" 

values[0] = 5; 

Print(mutable.GetValues()); // prints "5, 1, 2, 3" 

如果Mutable是不可变的那么后续更改values将不可见：以Print第二个电话会显示与第一个相同的输出。

但是，即使使用数组或复杂类型，也可以拥有不可变类型：这是通过隐藏修改状态的所有方法完成的。例如，返回ReadOnlyCollection<Int32>而不是Int32[]，并始终对传入的所有复杂值和可变值执行深度复制/克隆。但是，编译器，JIT和运行时仍然不够复杂，无法确定这会呈现对象类型不可变 - 因此，为什么必须记录它并相信消费者才能正确使用它（或者如果您是消费者，请相信您的上游设备他们正确实施它）