Der Kern der Gestaltung unver?nderlicher Objekte und Datenstrukturen in C# besteht darin, sicherzustellen, dass der Zustand des Objekts nach der Erstellung nicht ge?ndert wird, wodurch die Sicherheit der Threads verbessert und Fehler verringert wird, die durch Zustands?nderungen verursacht werden. 1. Verwenden Sie Readonly -Felder und initialisieren Sie sie mit Konstruktoren, um sicherzustellen, dass den Feldern w?hrend der Konstruktion nur Werte zugewiesen werden, wie in der Personklasse gezeigt. 2.. Kapitulieren Sie den Sammelart und verwenden Sie unver?nderliche Sammelschnittstellen wie ReadonlyCollection oder ImmutableList, um die externe Modifikation interner Sammlungen zu verhindern; 3.. Verwenden Sie den Datensatz, um die Definition des unver?nderlichen Modells zu vereinfachen und standardm??ig schreibgeschützte Attribute und Konstruktoren zu generieren, die für die Datenmodellierung geeignet sind. 4. Beim Erstellen unver?nderlicher Sammelvorg?nge wird empfohlen, die Typen in System.Collections zu verwenden. Unver?nderlich, wie immutablelist. Jede ?nderung gibt eine neue Instanz zurück, um sicherzustellen, dass die ursprünglichen Daten unver?ndert bleiben und die Wiederverwendung von Speicher optimiert wird. Die oben genannten Methoden sorgen gemeinsam für die Unver?nderlichkeit des Objekts w?hrend des gesamten Lebenszyklus.

Bei der Gestaltung unver?nderlicher Objekte und Datenstrukturen in C#ist der Kern sicherzustellen, dass sein Status nicht ge?ndert werden kann, sobald ein Objekt erstellt wird. Dies hilft nicht nur beim Schreiben von Thread-sicherer Code, sondern reduziert auch potenzielle Fehler, die durch staatliche ?nderungen verursacht werden. Der Schlüssel zur Implementierung ist die Verwendung von schreibgeschützten Feldern, Konstruktorinitialisierung und die Vermeidung von mutablen Zust?nden.

1. Initialisieren Sie mithilfe von readonly -Feldern und Konstruktoren

Das grundlegendste unver?nderliche Objekt in C# wird durch Initialisierung des Feldes und des Konstruktors readonly implementiert. readonly stellt sicher, dass Felder nur einmal im Konstruktor zugewiesen werden k?nnen und danach nicht ge?ndert werden k?nnen.

 Person der ?ffentlichen Klasse
{
    public String FirstName {get; }
    public String LastName {get; }

    ?ffentliche Person (String FirstName, String LastName)
    {
        FirstName = FirstName;
        LastName = LastName;
    }
}

• Dieser Ansatz ist für kleine Objekte oder Wertobjekte (z. B. DTO) geeignet.
• Alle Eigenschaften sind schreibgeschützt und k?nnen nicht extern ge?ndert werden.
• Der Konstruktor ist für alle Initialisierungen verantwortlich, klar und klar.

Diese Methode ist einfach und effektiv, aber wenn die Objektstruktur komplex ist, k?nnen Sie auf einige Einschr?nkungen sto?en, z. B. ob verschachtelte Objekte auch unver?nderlich bleiben.

2.. Inkapselende Sammlungstypen, um die Unver?nderlichkeit aufrechtzuerhalten

Wenn Ihr Objekt List<T> enth?lt, kann Dictionary<TKey, TValue> die Unver?nderlichkeit direkt brechen, da der Anrufer den Inhalt der Sammlung ?ndern kann.

Die richtige M?glichkeit, dies zu tun, besteht darin, ReadOnlyCollection<T> oder ImmutableList<T> zu verwenden:

 ?ffentliche Klassenordnung
{
    private readonly list <string> _Items;

    public ireadonlyCollection <string> items => _items.asreadonly ();

    ?ffentliche Ordnung (Ienumerable <string> Elemente)
    {
        _ITEMS = New List <String> (Elemente);
    }
}

Oder verwenden Sie den von System.Collections.Immutable angegebenen Typ:

 mit System.collections.immable;

?ffentliche Klassenordnung
{
    public iiMutablelist <string> items {get; }

    ?ffentliche Ordnung (iIMMUTablelist <String> Elemente)
    {
        Artikel = Artikel ?? Immutablelist <string> .Empty;
    }
}

• Es wird empfohlen, Schnittstellen wie IImmutableList<T> zu verwenden, um invariante Sammlungen zu übergeben.
• Vermeiden Sie es, interne Sammlungen direkt externer Modifikationen auszusetzen.
• Kopieren Sie die ursprünglichen Daten w?hrend der Initialisierung tief, um zu verhindern, dass nachfolgende ?nderungen der externen Referenzen den internen Zustand beeinflussen.

3. Vereinfachen Sie unver?nderliche Modelle mit Datens?tzen

Ab C# 9 ist record ideal, um unver?nderliche Typen zu definieren. Es generiert standardm??ig schreibgeschützte Eigenschaften und implementiert automatisch gleiche Logik und unver?nderliche Semantik.

 public record person (String FirstName, String LastName);

• Der Compiler generiert automatisch Konstruktoren, schreibgeschützte Eigenschaften und With Ausdrücken.
• Unterstützt die Musteranpassung und die Wertsemantik, die ideal für die Datenmodellierung sind.
• Wenn Sie Erweiterungsmethoden oder zus?tzliche Logik ben?tigen, k?nnen Sie sie in Aufzeichnung hinzufügen.

Es ist zu beachten, dass zwar die Instanz der Aufzeichnung standardm??ig unver?nderlich ist, wenn das Feld selbst ein ver?nderliches Objekt ist (z. B. eine normale Klasse), die gesamte Struktur m?glicherweise immer noch "flach unver?nderlich" ist. Daher ist es notwendig, sicherzustellen, dass verschachtelte Objekte ebenfalls unver?nderlich sind.

4. Betriebsvorschl?ge zur Erstellung unver?nderlicher Sammlungen

Wenn Sie h?ufig Sammlungen betreiben (z. B. Hinzufügen und L?schen von Elementen) und die Unver?nderlichkeit beibehalten m?chten, wird empfohlen, die von System.Collections.Immutable bereitgestellten Typen zu verwenden.

 mit System.collections.immable;

var list = Immutablelist <int> .Empty;
list = list.add (1) .Add (2); // Neue Instanz zurückgeben

• Jede Operation gibt eine neue unver?nderliche Instanz zurück, anstatt das ursprüngliche Objekt zu ?ndern.
• Die Wiederverwendung von Speicher wird intern optimiert, wobei jedes Mal eine bessere Leistung als neue Listen erstellt.
• Zu den h?ufigen Typen geh?ren ImmutableList<t></t> , ImmutableDictionary<tkey tvalue></tkey> und ImmutableHashSet<t></t> .

Seien Sie vorsichtig, wenn Sie diese Typen verwenden:

• Mischen Sie nicht ver?nderliche und unver?nderliche S?tze, da sie leicht zu Fehloperationen führen k?nnen.
• Versuchen Sie, IImmutableList<t></t> anstelle von konkreten Implementierungsklassen in der API -Schnittstelle zu verwenden, um einen einfachen Austausch und Test zu erzielen.
• W?hrend der Initialisierung k?nnen vorhandene Sammlungen schnell durch .ToImmutableList() konvertiert werden.

Grunds?tzlich ist das. Der Entwurfsfokus unver?nderlicher Objekte besteht darin, Status?nderungen zu kontrollieren und Sprachmerkmale und Bibliotheksunterstützung rational zu verwenden. Obwohl es etwas mehr Schritte zum Schreiben als die normale Klasse sind, lohnt sich die Vorteile in Bezug auf Parallelit?t und Datenkonsistenz.

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