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
可变结构体并不邪恶。
在高绩效环境下,它们是绝对必要的。例如,当缓存线和垃圾收集成为瓶颈时。
我不认为在这些完全有效的用例中使用不可变结构体是“邪恶的”。
我可以看到c#的语法没有帮助区分值类型或引用类型的成员的访问,所以我完全赞成使用强制不变性的不可变结构,而不是可变结构。
然而,与其简单地给不可变结构贴上“邪恶”的标签,我建议接受这种语言,提倡更有帮助和建设性的经验法则。
例如:"struct是默认复制的值类型。如果你不想复制他们,你需要一份推荐信。 “首先尝试使用只读结构体”。
其他回答
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。
Value types basically represents immutable concepts. Fx, it makes no sense to have a mathematical value such as an integer, vector etc. and then be able to modify it. That would be like redefining the meaning of a value. Instead of changing a value type, it makes more sense to assign another unique value. Think about the fact that value types are compared by comparing all the values of its properties. The point is that if the properties are the same then it is the same universal representation of that value.
正如Konrad所提到的,更改日期也没有意义,因为值代表的是唯一的时间点,而不是具有任何状态或上下文依赖关系的时间对象的实例。
希望这能让你明白。可以肯定的是,它更多的是关于您试图用值类型捕获的概念,而不是实际的细节。
当某种东西可以变异时,它就获得了一种认同感。
struct Person {
public string name; // mutable
public Point position = new Point(0, 0); // mutable
public Person(string name, Point position) { ... }
}
Person eric = new Person("Eric Lippert", new Point(4, 2));
Because Person is mutable, it's more natural to think about changing Eric's position than cloning Eric, moving the clone, and destroying the original. Both operations would succeed in changing the contents of eric.position, but one is more intuitive than the other. Likewise, it's more intuitive to pass Eric around (as a reference) for methods to modify him. Giving a method a clone of Eric is almost always going to be surprising. Anyone wanting to mutate Person must remember to ask for a reference to Person or they'll be doing the wrong thing.
如果你让类型是不可变的,这个问题就消失了;如果我不能修改eric,无论我收到eric还是eric的克隆对我来说都没有区别。更一般地说,如果类型的所有可观察状态都保存在以下成员中,则按值传递是安全的:
不可变的 引用类型 安全通过价值
如果满足这些条件,那么可变值类型的行为就像引用类型一样,因为浅拷贝仍然允许接收方修改原始数据。
The intuitiveness of an immutable Person depends on what you're trying to do though. If Person just represents a set of data about a person, there's nothing unintuitive about it; Person variables truly represent abstract values, not objects. (In that case, it'd probably be more appropriate to rename it to PersonData.) If Person is actually modeling a person itself, the idea of constantly creating and moving clones is silly even if you've avoided the pitfall of thinking you're modifying the original. In that case it'd probably be more natural to simply make Person a reference type (that is, a class.)
诚然,函数式编程已经告诉我们,使所有东西都不可变是有好处的(没有人可以秘密地保留对eric的引用并改变他),但由于这在OOP中不是惯用的,因此对于使用您的代码的其他人来说仍然是不直观的。
假设您有一个包含1,000,000个结构体的数组。每个结构体都用bid_price、offer_price(可能是小数)等表示权益,这是由c# /VB创建的。
假设数组是在非托管堆中分配的内存块中创建的,以便其他一些本地代码线程能够并发地访问该数组(可能是一些高性能代码进行数学运算)。
想象一下c# /VB代码正在监听价格变化的市场反馈,该代码可能必须访问数组的某些元素(用于任何安全性),然后修改一些价格字段。
想象一下,这个过程以每秒数万次甚至数十万次的速度进行。
让我们面对现实吧,在这种情况下,我们确实希望这些结构体是可变的,它们必须是可变的,因为它们被其他本地代码共享所以创建副本是没有用的;他们需要这样做,因为以这样的速率复制大约120字节的结构是疯狂的,特别是当一个更新实际上可能只影响一两个字节时。
Hugo
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。