生成不可变的循环数据结构

Question

假设我有这个简单的类：

public class Pair {
    public readonly object first;
    public readonly object second;

    public Pair(object first, object second) {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }
}

不可能生成成对的循环图。

您将如何创建一个类似的类，它仍然是不可变的，但可以以某种方式用于生成循环图？

Answer 1

表示图结构的方法有无数种。一种这样的方法是使用矩阵。每行和每列都由顶点索引，矩阵中的每个单元代表一条有向（可能是加权）边。一个简单的循环图，其中 0 没有连接边，1 有连接边，就像这样：

| 0 1 |
| 1 0 |

与许多不可变结构一样，构造它们的方式是根据给定矩阵的所需关系返回新结构。例如，如果我们想采用上面的图并将第一个顶点上的边添加回其自身，则表示该图的矩阵就是正义的。

| 1 0 |
| 0 0 |

并将其与其他矩阵结合起来，我们只需将它们加在一起即可。

| 0 1 |  +  | 1 0 |  ==  | 1 1 |
| 1 0 |     | 0 0 |      | 1 0 |

当然，表示矩阵的方法有很多种，对速度、空间和某些其他操作有不同的权衡，但这是另一个问题了。

Answer 2

我认为对于您提出的类型的严格不可变类来说这是不可能的。我唯一能想到的就是添加一个带有设置器的属性，该设置器检查字段是否为空，如果为空则允许对其进行设置。通过这种方式，您可以将第一个对象中的 first 字段保留为 null，并且在创建循环中的最后一个对象后，适当地设置该字段以关闭循环。一旦设置，它就不再为空，并且设置器将不再允许更改它。当然，该字段仍然可以通过类内部的代码进行更改，但从外部来看它基本上是不可变的。

像这样（C#）：

public class Pair {
    private object first;
    private object second;

    public Pair(object first, object second) {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }

    public object First {
        get { return first; }
        set 
        {
            if (first == null)
            {
                first = value;
            }
        }
    }

    // and a similar property for second
}

Answer 3

我会采用函数式方法，将延续传递给 ctor。或者，它可以采用一系列相似的元素（将 IEnumerable 视为参数）。