在这里的SO讨论之后,我已经多次看到这样的评论,即可变结构体是“邪恶的”(就像在这个问题的答案中)。
c#中的可变性和结构的实际问题是什么?
在这里的SO讨论之后,我已经多次看到这样的评论,即可变结构体是“邪恶的”(就像在这个问题的答案中)。
c#中的可变性和结构的实际问题是什么?
当前回答
从程序员的角度来看,还有一些其他的极端情况可能导致不可预测的行为。
不可变值类型和只读字段
// Simple mutable structure.
// Method IncrementI mutates current state.
struct Mutable
{
public Mutable(int i) : this()
{
I = i;
}
public void IncrementI() { I++; }
public int I { get; private set; }
}
// Simple class that contains Mutable structure
// as readonly field
class SomeClass
{
public readonly Mutable mutable = new Mutable(5);
}
// Simple class that contains Mutable structure
// as ordinary (non-readonly) field
class AnotherClass
{
public Mutable mutable = new Mutable(5);
}
class Program
{
void Main()
{
// Case 1. Mutable readonly field
var someClass = new SomeClass();
someClass.mutable.IncrementI();
// still 5, not 6, because SomeClass.mutable field is readonly
// and compiler creates temporary copy every time when you trying to
// access this field
Console.WriteLine(someClass.mutable.I);
// Case 2. Mutable ordinary field
var anotherClass = new AnotherClass();
anotherClass.mutable.IncrementI();
// Prints 6, because AnotherClass.mutable field is not readonly
Console.WriteLine(anotherClass.mutable.I);
}
}
可变值类型和数组
假设我们有一个可变结构的数组,我们为该数组的第一个元素调用IncrementI方法。你希望从这个电话中得到什么行为?它应该改变数组的值还是只改变一个副本?
Mutable[] arrayOfMutables = new Mutable[1];
arrayOfMutables[0] = new Mutable(5);
// Now we actually accessing reference to the first element
// without making any additional copy
arrayOfMutables[0].IncrementI();
// Prints 6!!
Console.WriteLine(arrayOfMutables[0].I);
// Every array implements IList<T> interface
IList<Mutable> listOfMutables = arrayOfMutables;
// But accessing values through this interface lead
// to different behavior: IList indexer returns a copy
// instead of an managed reference
listOfMutables[0].IncrementI(); // Should change I to 7
// Nope! we still have 6, because previous line of code
// mutate a copy instead of a list value
Console.WriteLine(listOfMutables[0].I);
因此,只要您和团队的其他成员清楚地了解您在做什么,可变结构就不是邪恶的。但是有太多的极端情况,当程序行为与预期不同时,这可能会导致微妙的难以产生和难以理解的错误。
其他回答
结构是值类型,这意味着它们在传递时被复制。
所以如果你改变了一份副本,你只是改变了那份副本,而不是原件,也不是周围可能存在的其他副本。
如果你的struct是不可变的,那么所有通过值传递的自动副本都是相同的。
如果你想要改变它,你必须有意识地用修改过的数据创建一个结构的新实例。(非副本)
我不会说可变性是邪恶的,但可变性通常是程序员急于提供最大功能的标志。在现实中,这通常是不需要的,反过来,使界面更小,更容易使用,更难使用错误(=更健壮)。
其中一个例子就是竞态条件中的读/写和写/写冲突。这些在不可变结构中根本不可能发生,因为写操作不是有效的操作。
另外,我认为可变性几乎从来都不是真正需要的,程序员只是认为它在未来可能会出现。例如,改变日期是没有意义的。相反,在旧日期的基础上创建一个新的日期。这是一个廉价的操作,所以性能不是一个考虑因素。
如果使用得当,我不相信它们是邪恶的。我不会把它放在我的生产代码中,但我会把它放在像结构化单元测试模拟这样的东西中,其中结构的生命周期相对较小。
使用Eric示例,也许您想要创建该Eric的第二个实例,但是要进行调整,因为这是您的测试的性质(即复制,然后修改)。如果我们只是在测试脚本的剩余部分中使用Eric2,那么Eric的第一个实例发生什么并不重要,除非您计划使用Eric2作为测试比较。
这对于测试或修改那些浅层定义特定对象(结构体的重点)的遗留代码非常有用,但是通过使用不可变的结构体,可以避免令人讨厌的使用。
如果你曾经用C/ c++这样的语言编程,结构体可以作为可变的。只要把球传给裁判,没有什么会出错的。我发现的唯一问题是c#编译器的限制,在某些情况下,我无法强迫这个愚蠢的东西使用对结构的引用,而不是Copy(比如当结构是c#类的一部分时)。
所以,可变结构体不是邪恶的,是c#把它们变成了邪恶的。我一直在c++中使用可变结构体,它们非常方便和直观。相比之下,c#让我完全放弃了作为类成员的结构体,因为它们处理对象的方式。他们的便利让我们付出了代价。
就我个人而言,当我看代码时,下面的代码看起来相当笨拙:
data.value.set ( data.value.get () + 1 ) ;
而不是简单地
数据.值++ ;或数据值 = 数据值 + 1 ;
数据封装在传递类时非常有用,并且您希望确保以受控的方式修改值。然而,当你拥有公共的set和get函数,它们所做的仅仅是将值设置为传递进来的值时,这比简单地传递公共数据结构有什么改进呢?
当我在类中创建私有结构时,我创建了该结构来将一组变量组织到一个组中。我希望能够在类范围内修改该结构,而不是获得该结构的副本并创建新实例。
对我来说,这阻止了有效使用用于组织公共变量的结构,如果我想要访问控制,我会使用类。