c# - 如何实例化不可变的相互递归对象？

Question

我有一个不可变的递归类型:

public sealed class Foo
{
    private readonly object something;
    private readonly Foo other; // might be null

    public Foo(object something, Foo other)
    {
        this.something = something;
        this.other = other;
    }
    public object Something { get { return something; } }
    public Foo Other { get { return other; } }
}

我需要实例化两个相互引用的此类对象，即 a.Other == b && b.Other == a。

我不想放弃不变性不变量，因为 Foo 旨在用作享元。我可以(而且我认为必须)放弃字段上的 readonly，并保留可变的“胆量”，但公共(public)接口(interface)必须是不可变的。

是popsicle immutability完成这项工作的唯一方法是什么？

我正在尝试为一组类型建模。每种类型都有一个名称和几个属性。每个属性都有名称和类型。有一些相互递归的类型，这就是这个问题出现的地方。

Answer 1

还有其他方法可以完成它，但它们可能没有您想要的属性。

假设您想要表示一个不可变的值树，从叶子向上构建。这很简单。您可能有一个节点构造函数，它接受一个值和一个子节点列表。这使得从旧树构建新树变得非常简单，并且它们保证是非循环的。

现在假设您要表示一个不可变的有向值图。现在您遇到了节点可以有循环的问题；可能没有“叶子”来构建图表。解决方案是放弃 节点 知道它的邻居是什么的原则。您可以通过制作一组不可变的节点和一个不可变的边列表来表示一个不可变的图。要将节点添加到不可变图，您可以构建一个新图，并将该节点添加到节点集中。同样用于添加边缘；您构建了一个新的边列表。现在，图的拓扑结构中存在循环这一事实是无关紧要的；没有一个对象在它引用的对象中有一个循环。

在不了解您的实际问题空间的更多信息的情况下，很难说出哪种不可变数据结构适用于您的应用程序。您能告诉我们更多关于您正在尝试做什么的信息吗？

I'm trying to model a collection of types. Each type has a name and several attributes. Each attribute has a name and a type. There are a few mutually recursive types, and that's where this problem arose.

天啊，你一开始就应该这么说。如果我知道一件事，那就是类型分析。显然，编译器需要能够处理各种疯狂的类型情况，包括具有循环基类的类型、涉及内部类型的循环、类型参数、类型约束等。

在 C# 编译器中，我们主要通过使对象在其不变性中“暂存”来解决这些问题。也就是说，当我们第一次创建一组类型时，每个类型对象都知道它的名称和它在源代码(或元数据)中的位置。然后名称变得不可变。然后我们解析基本类型并检查它们的循环；基类型然后变得不可变。然后我们检查类型约束...然后我们解析属性...等等，直到分析完所有内容。

我考虑过其他方法。例如，我们可能会使用我刚刚建议的用于图形的相同技术:制作一个不可变对象(immutable对象)，称为“编译”，您可以向其添加类型，从而生成新的不可变编译。编译可以在不可变 HashMap 中跟踪类型与其基类型之间的“边缘”，然后可以检查生成的图形是否存在循环。不利的一面是一个类型不知道它的基类型。你必须询问编译一个类型的基类型是什么。

你可以在这里做同样的事情。您可以拥有一个包含一组不可变类型的“排版”类，以及一个从类型到一组不可变属性的多重映射。您可以根据需要构建类型集和属性集；改变的是 map ，而不是类型。

这样做的缺点是您不再向类型询问它的属性；您向排版询问类型的属性。如果您需要独立于任何排版来传递类型，那可能无法满足您的需求。