在 C#6 和 VB 12 中不可变对象 (Immutable Objects ) 更易用

阅读数:520 2014 年 8 月 18 日

话题:C#语言 & 开发

.NET 编程中的一个痛点: 为了实现不可变对象 (Immutable Objects ),需要编写大量样板代码。 不可变类 (immutable class) 不同于一个普通的类,它要求每个属性具有一个单独定义的字段,当然,还需要通过一个构造函数来填充每个字段的填。

根据新的规范草案,C#和 VB 将增加一个称为“记录类”(record class)的特性。实质上, 它是仅由在构造函数中定义的不可变类 (immutable class)。

下面是规范的一行代码示例:

public record class Cartesian(double x: X, double y: Y);

除了这个构造函数外,编译器会自动创建:

  • 生成每个参数的只读属性(read-only property)
  • 生成 Equals 函数
  • 重写 GetHashCode 函数
  • 重写 ToString 函数
  • 生成一个“is”操作符,在 VB 中称为“Matches”

“is/Matches”操作符被用于模式匹配 (pattern matching),我们会在未来的文章涉及到。除此之外,记录类(record classes)和 C#匿名类型(anonymous types)很相近(和 VB 的匿名类型有所不同,它们默认是可变的)。对这两种概念,微软正研究如何协调,尤其是基于现有的程序集中,还不能对外暴露匿名类型接口。

不可变类型的一个通用特性是在对对象的一个或多个字段进行改变后,会自动产生当前对象的拷贝。虽然在规范中没有提到,但微软正在考虑为 C#提供如下方式作为一种选项:

var x1 = new MyRecord(1, 2, 3);
var x2 = x1 with B: 16;
Console.WriteLine(x2) // prints something like "A = 1, B = 16, C = 3"

扩展记录类

你可能已经注意到,在 Cartesian 示例类中,用分号表示结束。表明该类不包含任何类体,只保留由编译器负责自动生成提供的那部分。

除了直接使用分号结束定义,你还可以像一个普通的类一样,通过提供一组大括号,并添加其他属性和方法。编译后,你仍然会得到编译器自动生成的代码。

其他限制

目前还暂时只支持记录类(record classes)。在理论上,也能够使用相同的基本语法和概念进行添加记录结构体(record structs)。

类库支持问题

在.NET 中使用不可变类型(immutable types)有一个严重的限制,即它缺乏广泛的类库支持。想象一下,如果你是一个负责中间层的开发者,那你每日的工作很可能就是通过 ORM 从数据库获取一些对象,然后再序列化到 SOAP-XML 或 JSON,然后以单向或者双向的方式传递给客户端。

但是, 目前的大多数的 ORM 及序列化支持不可变类型(immutable types),它们会假定该类型具有一个无参数的构造函数,并且包含一些可变的属性。如果这个问题没有在这些流行的框架中解决,那么在大多数工程项目中记录类(record classes)将用处不大。

欲了解更多信息,请参见草案规范Pattern Matching for C#。该原型应该可以在数周内发布。

查看原文链接:Easier Immutable Objects in C# 6 and VB 12


感谢邵思华对本文的审校。

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