c# - 如何确保泛型的不变性

这个例子是用C#语言编写的，但是这个问题确实适用于任何OO语言。我想创建一个实现IReadOnlyList的通用的，不可变的类。此外，此类应具有无法修改的基础通用IList。最初，该类的编写方式如下:

public class Datum<T> : IReadOnlyList<T>
{
    private IList<T> objects;
    public int Count
    {
        get;
        private set;
    }
    public T this[int i]
    {
        get
        {
            return objects[i];
        }
        private set
        {
            this.objects[i] = value;
        }
    }

    public Datum(IList<T> obj)
    {
        this.objects = obj;
        this.Count = obj.Count;
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return this.GetEnumerator();
    }
    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        return this.objects.GetEnumerator();
    }
}

但是，这不是一成不变的。如您所知，更改初始IList'obj'会更改Datum的'objects'。

static void Main(string[] args)
{
    List<object> list = new List<object>();
    list.Add("one");
    Datum<object> datum = new Datum<object>(list);
    list[0] = "two";
    Console.WriteLine(datum[0]);
}

这会将“两个”写入控制台。由于Datum的重点是不可变性，所以这是不可行的。为了解决这个问题，我重写了Datum的构造函数:

public Datum(IList<T> obj)
{
    this.objects = new List<T>();
    foreach(T t in obj)
    {
        this.objects.Add(t);
    }
    this.Count = obj.Count;
}

经过与之前相同的测试，控制台上将显示“一个”。伟大的。但是，如果Datum包含一个不可变集合的集合，并且其中一个不可变集合被修改了怎么办？

static void Main(string[] args)
{
    List<object> list = new List<object>();
    List<List<object>> containingList = new List<List<object>>();
    list.Add("one");
    containingList.Add(list);
    Datum<List<object>> d = new Datum<List<object>>(containingList);
    list[0] = "two";
    Console.WriteLine(d[0][0]);
}

并且，正如预期的那样，控制台上会打印出“两个”。因此，我的问题是，如何使此类真正不可变？

最佳答案

不能。 或者，您不想这么做，因为这样做的方式太糟糕了。这里有一些:

1.仅struct
将where T : struct添加到您的Datum<T>类。 struct是usually immutable，但是如果它包含可变的class实例，则仍然可以对其进行修改(感谢Servy)。主要缺点是所有类都淘汰了，甚至像string这样的不可变类以及您创建的任何不可变类。

var e = new ExtraEvilStruct();
e.Mutable = new Mutable { MyVal = 1 };
Datum<ExtraEvilStruct> datum = new Datum<ExtraEvilStruct>(new[] { e });
e.Mutable.MyVal = 2;
Console.WriteLine(datum[0].Mutable.MyVal); // 2

2.创建一个界面

创建一个marker interface并将其实现在您创建的任何不可变类型上。主要缺点是所有内置类型均已淘汰。而且您并不真正知道实现此目标的类是否确实是不可变的。

public interface IImmutable
{
    // this space intentionally left blank, except for this comment
}
public class Datum<T> : IReadOnlyList<T> where T : IImmutable

3.序列化!

如果您对传递的对象进行序列化和反序列化(例如，使用Json.NET)，则可以创建它们的完全独立的副本。优势:可与许多内置和自定义类型一起使用，您可能希望将其放置在此处。缺点:需要额外的时间和内存来创建只读列表，并且要求您的对象可序列化而不丢失任何重要内容。预期到列表外对象的任何链接都将被销毁。

public Datum(IList<T> obj)
{
    this.objects =
      JsonConvert.DeserializeObject<IList<T>>(JsonConvert.SerializeObject(obj));
    this.Count = obj.Count;
}

我建议您仅记录Datum<T>即可说该类仅应用于存储不可变类型。这种类型的未强制执行的隐式要求在其他类型中也存在(例如Dictionary期望TKey以预期的方式(包括不可变性)实现GetHashCode和Equals，因为很难做到这一点。

关于c# - 如何确保泛型的不变性，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/27322596/