C# 中的 immutable 和 readonly 是什么意思？

Question

一个不可变对象的值是不可更改的，这个说法正确吗？

我有两个涉及readonly的情况想要了解：

1. 如果我有一个集合并标记为readonly，像下面这样。我是否仍然可以调用_items.Add？

   private readonly ICollection<MyItem> _items;
   

   而且对于下面的变量，如果以后我调用_metadata.Change，它将更改Metadata实例中的一些成员变量的内部值。那么_metadata是否仍然是不可变的？

   private readonly Metadata _metadata;
   

   针对上述两个变量，我完全理解在初始化程序和构造函数之外无法直接给它们赋新值。

- tom

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我确信这个问题以前已经在这里被问过了，但我找不到重复的。有一个关于Java的，但是我找不到关于C#的。 - Anders Abel

可能是C＃和不变性和只读字段...一个谎言？的重复。 - nawfal

Answer 1

我建议你阅读Eric Lippert的一系列博客文章。第一部分是C#中的不变性第一部分：不变性的种类。这个系列文章非常详细和有帮助，像往常一样。该系列描述了变量被标记为readonly、immutable等的含义。

通常情况下，readonly只表示在构造函数外部无法重新分配一个字段。只要它保持相同的实例，字段本身可以被修改。因此，你可以向存储在readonly字段中的集合添加元素。

关于可变性，这更加复杂，也取决于你考虑哪种可变性。当Metadata的内部值是引用类型时，并且这些引用本身（指向的实例）不会改变时，你可以说Metadata不发生变化。但是从逻辑上讲，它是被修改的。欲了解更多信息，请参见Eric的文章。

- NOtherDev

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Answer 2

将一个字段标记为只读只意味着您不能更改该字段的值。它对对象的内部状态没有影响。在您的示例中，虽然您无法将新的元数据对象分配给_metadata字段，也无法将新的ICollection分配给_items字段（除非在构造函数中），但您可以更改存储在这些字段中的现有对象的内部值。

- Shaun Hamman

Answer 3

一个不可变对象是指一旦创建就无法更改的对象。在C#中，字符串是不可变的。如果您查看字符串操作例程，您会发现它们都会返回一个新的、修改后的字符串，并保留原始字符串不变。

这大大简化了字符串处理。当您引用一个字符串时，您可以确信没有人会在您脚下意外地更改它。

"readonly"是另一回事。它意味着一旦设置，引用就不能更改，并且只能在对象构造期间设置。在您的示例中，您可以更改"_items"的内容或"_metadata"的属性，但不能将另一个"ICollection"分配给"_items"成员，也不能将另一个"Metadata"实例分配给"_metadata"。

"readonly"是在对象引用上设置的。不可变性是对象本身的属性。它们可以自由组合。为了确保一个属性不被任何方式改变，它应该是一个对不可变对象的只读引用。

- Anders Abel

Answer 4

在存储在readonly字段中的对象上进行突变没有任何阻止。因此，您可以在构造函数/初始化程序之外调用_items.Add()和metadata._Change()。只有在构建后才会使用readonly来阻止对这些字段分配新值。

- Greg

Answer 5

private readonly ICollection<MyItem> _items;

这段代码并不能防止向_items中添加元素。它只是防止重新分配_items的引用。同样，对于_metadata也是如此。可以更改_metadata中可访问成员的值，但不能重新分配_metadata的引用。

- IAbstract

Answer 6

1. 是的。
2. 只读并不等于不可变。您仍然可以调用_metadata.Change。

- tonyjy

Answer 7

readonly关键字适用于变量 - 这意味着您不能将另一个值赋给它，但可以更改其内部状态。这就是为什么您可以更改集合中的项目，但不能将新集合分配给变量的原因。

- viniciushana

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这很令人困惑。readonly 应用于成员 变量 -- 完全与引用无关。考虑：readonly int x = 2;。 - user166390

Answer 8

在像C++这样的语言中，关键字“const”有相当多不同的用途，对于开发人员来说，传递常量参数和常量指针的值部分是容易的。

但在C#中却不太容易。我们需要通过定义构建不可变类，这意味着一旦创建了一个实例，就没有办法通过编程方式进行更改。

Java由于关键字final及其用法的存在，比C#稍微容易一些。

让我们考虑这个例子并看看它是如何不可变的。

public sealed class ImmutableFoo
    {
        private ImmutableFoo()
        {

        }

        public string SomeValue { get; private set; }
        //more properties go here

        public sealed class Builder
        {
            private readonly ImmutableFoo _instanceFoo = new ImmutableFoo();
            public Builder SetSomeValue(string someValue)
            {
                _instanceFoo.SomeValue = someValue;
                return this;
            }

            /// Set more properties go here
            /// 

            public ImmutableFoo Build()
            {
                return _instanceFoo;
            }
        }
    }

你可以像这样使用它

public class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            ImmutableFoo foo = new ImmutableFoo.Builder()
                .SetSomeValue("Assil is my name")
                .Build();

            Console.WriteLine(foo.SomeValue);
            Console.WriteLine("Hit enter to terminate");
            Console.ReadLine();
        }
    }

- Assil