.NET 中的 readonly/const 在哪里？

发布于 2024-09-01 00:10:42 字数 266 浏览 8 评论 0原文

在 C++ 中，你会随处看到 void func(const T& t) 。然而，我在.NET 中还没有看到类似的东西。为什么？

我注意到使用 struct 的大量参数。但我没有看到带有 readonly/const 的函数。事实上，现在我尝试了它，我无法使用这些关键字来创建一个承诺不修改传入列表的函数。是否没有办法向调用者承诺该函数永远不会修改列表的内容？有没有办法说调用代码并说这个列表永远不应该被修改？（我知道我可以克隆列表或查看文档，但有时我喜欢编译错误）

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半城柳色半声笛 2024-09-08 00:10:42

不变性仍然是 C# 正在成熟的一个领域。到目前为止，C# 还没有采用 C++ 的 const 语义……我实际上认为这是一件好事。 C++ 中 const 的行为常常使设计按您想要的方式工作的类层次结构变得具有挑战性。在不需要的地方，使用 const_cast<> 来绕过常量的代码并不罕见。希望 C# 的设计者能够发明一种更简单但仍然富有表现力的替代方案。

目前，没有语言功能可以将传递给方法的参数或对象标记为不可变。您能做的最好的事情就是使用只允许读取的接口（或者更好的是包装器）传递对象运营。

对于 .NET 中的某些标准集合，您可以使用 ReadOnlyCollection包装器，封装任何可变的只读容器中的 ICollection 类型。

创建不可变类型需要规划和了解语言功能。例如，readonly 关键字是您的朋友。它允许您将类或结构的成员声明为不可变的。不幸的是，这种不变性仅适用于引用，而不适用于被引用对象的成员。这意味着您可以声明：

private readonly int[] m_Values = new int[100];

public void SomeMethod()
{
    m_Values = new int[50]; // illegal, won't compile!
    m_Values[10] = 42;      // perfectly legal, yet undesirable
}

在上面的示例中，对数组的引用是不可变的，但数组的各个元素不是。当然，这种行为不限于数组。

我发现在设计不可变类型时很有帮助的一种做法是将不可变行为分离到它自己的接口中，然后由管理数据的类实现。该接口仅公开保证不会改变对象状态的 get 属性和方法。然后可以将类型的实例作为该接口类型的参数传递给方法。 这是不变性支持的弱形式 - 因为被调用的方法通常可以将引用强制转换为可变类型。一个更好但更麻烦的替代方案是创建一个包装器实现，该实现实现相同的接口并维护对实际实例的引用（就像 ReadOnlyCollection 所做的那样）。 这需要更多工作，但为不变性提供了更强的保证。

您选择使用的方法取决于不变性保证的重要性，以及您愿意花费多少时间和精力来实现这一目标。

如果您有兴趣阅读有关此主题的更多信息，Eric Lippert 有一篇出色的有关 C# 中不变性的系列文章。

Immutability is still an area where C# is maturing. So far, C# has not adopted the const semantics of C++ ... which I actually think is a good thing. The behavior of const in C++ often made it challenging to design class hierarchies that worked they way you wanted. It wasn't uncommon to see code peppered with const_cast<> to bypass constness where it wasn't desirable. Hopefully, the designers of C# will invent a simpler but still expressive alternative.

At present, there is no language feature that marks parameters or objects passed to methods as immutable. The best you can do is pass an an object using an interface (or better yet a wrapper) that only permits read operations.

For some of the standard collection in .NET you can use the ReadOnlyCollection wrapper, which encapsulated any mutable ICollection type within a read-only container.

Creating immutable types requires planning and awareness of the language features. For example, the readonly keyword is your friend. It allows you to declare members of a class or struct as immutable. Unfortunately, this immutability only applies to the reference, not the members of the referenced object. What this means is that you can declare:

private readonly int[] m_Values = new int[100];

public void SomeMethod()
{
    m_Values = new int[50]; // illegal, won't compile!
    m_Values[10] = 42;      // perfectly legal, yet undesirable
}

In the above example, the reference to the array is immutable, but the individual elements of the array are not. This behavior extends beyond arrays, of course.

A practice I've found helpful when designing immutable types, is to separate the immutable behavior into its own interface which is then implemented by a class that manages the data. The interface only exposes get properties and methods that are guaranteed not to mutate the state of the object. It is then possible to pass instances of your type to methods as parameters of that interface type. This is a weak form of immutability support - since the called method can often cast the reference to the mutable type. A better, but more cumbersome alternative, is to create a wrapper implementation that implements that same interface and maintains a reference to the actual instance (much like ReadOnlyCollection does). This is more work but provides a stronger guarantee for immutability.

The approach you choose to use depends on how important guarantees of immutability are, and how much time and effort you are willing to spend to get there.

If you're interested in reading more on this topic, Eric Lippert has an excellent series of articles on immutability in C#.

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朱染 2024-09-08 00:10:42

C# 中的方法参数没有 const 修饰符。如果您想拥有类似于 const 保证的东西，您可以在接口中使用不可变类型。例如，方法可以接受 IEnumerable 而不是可变集合类型。您还可以查看ReadOnlyCollection。

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音盲 2024-09-08 00:10:42

我注意到使用结构的大量参数。

这里值得一提的是，与 C++ 相比，C# 通过夸大值类型和引用类型之间的差异，夸大了结构和类之间的差异。在 C# 中，所有类都是引用类型，所有结构都是值类型。在 .Net 中，默认情况下一切都是按值传递的。

值类型的这种区别的结果是，所有值类型在传递给函数时都会被复制。如果将结构传递给函数，则可以保证该函数不会更改原始结构，因为该函数仅使用副本。将 const 添加到这样的参数是愚蠢的。

引用类型也是按值传递的。或者，更具体地说，引用本身是按值传递的。所以你有一个引用的副本，但它指向（引用）同一个对象。因此，函数对对象所做的更改将在函数退出后持续存在。

从表面上看，添加 const 选项（至少对于引用类型而言）似乎是个好主意。有点模糊的是副作用。或者更确切地说，这是如何执行的？显然，很容易说您的代码不能使用属性设置器。但其他方法呢？任何方法调用都可能需要更改对象。即使属性 getter 也可能会产生改变某些内容的副作用（假设您实现了一项安全功能来记录上次访问某些内容的时间）。您是否会因为副作用而拒绝对属性的读取访问？

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朕就是辣么酷 2024-09-08 00:10:42

问题在于 C/C++ 中使用的 const 正确性仅由编译器强制执行。顺便说一句，很容易绕过。实际上，CLR（而不是编译器）在托管代码中强制执行类型安全。这是必然的，因为 .NET 框架支持多种语言。类型系统和交互规则在 CLI 中制定，这是一种需要服务于许多目标和主人的公共语言基础设施。

在当前语言中，常量正确性很少见。就我个人而言，我只知道 C++，这种语言未移植到 CLI。对语法根本不相近的语言执行规则是很困难的。像无符号整数类型这样简单的东西不在 CLS 中，在基础组件的设计上留下了显着的印记。

不变性（真实的，不是编译器伪造的）让 MSFT 团队不断思考。它很受欢迎，我知道 C# 团队一直在考虑它。有利于并发等。 Eric Lippert 对此做了11 部分博客文章系列，不过有点逐渐消失了。对于一个人和他的观众来说太大了。如果有真正的行动来实施它，我相信他们会仔细考虑并使其发挥作用。有一天。一些语言。

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