.net - 不可变类构造设计

Question

所以我们都意识到不可变类型的好处，特别是在多线程场景中。 (或者至少我们都应该意识到这一点；参见例如 System.String。)

但是，我还没有看到很多关于创建不可变实例的讨论，特别是设计指南。

例如，假设我们想要以下不可变类:

class ParagraphStyle {
    public TextAlignment Alignment {get;}
    public float FirstLineHeadIndent {get;}
    // ...
}

我见过的最常见的方法是拥有可变/不可变的“对”类型，例如可变 List<T>和不可变 ReadOnlyCollection<T>类型或可变的 StringBuilder和不可变 String类型。

要模仿这种现有模式需要引入某种类型的“可变” ParagraphStyle类型“复制”成员(以提供 setter )，然后提供 ParagraphStyle接受可变类型作为参数的构造函数

// Option 1:
class ParagraphStyleCreator {
    public TextAlignment {get; set;}
    public float FirstLineIndent {get; set;}
    // ...
}

class ParagraphStyle {
    // ... as before...
    public ParagraphStyle (ParagraphStyleCreator value) {...}
}

// Usage:
var paragraphStyle = new ParagraphStyle (new ParagraphStyleCreator {
    TextAlignment = ...,
    FirstLineIndent = ...,
});

因此，这有效，支持 IDE 内的代码完成，并使有关如何构造事物的事情变得相当明显……但它看起来确实相当重复。

有没有更好的办法？

例如，C# 匿名类型是不可变的，并且允许使用“普通”属性 setter 进行初始化:

var anonymousTypeInstance = new {
    Foo = "string",
    Bar = 42;
};
anonymousTypeInstance.Foo = "another-value"; // compiler error

不幸的是，在 C# 中复制这些语义的最接近方法是使用构造函数参数:

// Option 2:
class ParagraphStyle {
    public ParagraphStyle (TextAlignment alignment, float firstLineHeadIndent,
            /* ... */ ) {...}
}

但这并不能很好地“扩展”；如果您的类型有例如15 个属性，一个带有 15 个参数的构造函数绝不是友好的，并且为所有 15 个属性提供“有用的”重载是一场噩梦。我直接拒绝这个。

如果我们尝试模仿匿名类型，似乎我们可以在“不可变”类型中使用“设置一次”属性，从而删除“可变”变体:

// Option 3:
class ParagraphStyle {
    bool alignmentSet;
    TextAlignment alignment;

    public TextAlignment Alignment {
        get {return alignment;}
        set {
            if (alignmentSet) throw new InvalidOperationException ();
            alignment = value;
            alignmentSet = true;
        }
    }
    // ...
}

这样做的问题是属性只能设置一次并不明显(编译器肯定不会提示)，并且初始化不是线程安全的。因此，添加 Commit() 变得很诱人。方法，以便对象可以知道开发人员已完成对属性的设置(因此，如果调用了它们的 setter，则会导致之前未设置的所有属性抛出)，但这似乎是一种使事情变得更糟而不是更好的方法.

有没有比可变/不可变类拆分更好的设计？还是我注定要处理成员(member)重复？

Answer 1

在几个项目中，我使用了流畅的方法。 IE。大多数通用属性(例如名称、位置、标题)是通过 ctor 定义的，而其他属性则使用返回新的不可变实例的 Set 方法进行更新。

class ParagraphStyle {
  public TextAlignment Alignment {get; private set;}
  public float FirstLineHeadIndent {get; private set;}
  // ...
  public ParagraphStyle WithAlignment(TextAlignment ta) {
      var newStyle = (ParagraphStyle)MemberwiseClone();
      newStyle.TextAlignment = ta;
  }
  // ...
}

一旦我们的类(class)真正完全不可变，MemberwiseClone 就可以了。