可变类型的不变观点

Question

我有一个项目，需要在执行过程之前构建大量的配置数据。在配置阶段，将数据称为可变非常方便。但是，一旦配置完成，我想将该数据的不变视图传递给功能过程，因为该过程将依赖于其许多计算的配置不变性（例如，可以预先计算事物的能力在初始配置时。）我想出了一个可能使用接口来揭示仅阅读视图的解决方案，但是我想知道是否有人遇到了这种方法的问题，或者是否还有其他有关如何如何处理的建议解决这个问题。

我目前正在使用的模式的一个示例：

public interface IConfiguration
{
    string Version { get; }

    string VersionTag { get; }

    IEnumerable<IDeviceDescriptor> Devices { get; }

    IEnumerable<ICommandDescriptor> Commands { get; }
}

[DataContract]
public sealed class Configuration : IConfiguration
{
    [DataMember]
    public string Version { get; set; }

    [DataMember]
    public string VersionTag { get; set; }

    [DataMember]
    public List<DeviceDescriptor> Devices { get; private set; }

    [DataMember]
    public List<CommandDescriptor> Commands { get; private set; }

    IEnumerable<IDeviceDescriptor> IConfiguration.Devices
    {
        get { return Devices.Cast<IDeviceDescriptor>(); }
    }

    IEnumerable<ICommandDescriptor> IConfiguration.Commands
    {
        get { return Commands.Cast<ICommandDescriptor>(); }
    }

    public Configuration()
    {
        Devices = new List<DeviceDescriptor>();
        Commands = new List<CommandDescriptor>();
    }
}

---

编辑

根据Lippert先生和Cdhowie先生的意见，我将以下内容组合在一起（删除了一些属性以简化）：

[DataContract]
public sealed class Configuration
{
    private const string InstanceFrozen = "Instance is frozen";

    private Data _data = new Data();
    private bool _frozen;

    [DataMember]
    public string Version
    {
        get { return _data.Version; }
        set
        {
            if (_frozen) throw new InvalidOperationException(InstanceFrozen);
            _data.Version = value;
        }
    }

    [DataMember]
    public IList<DeviceDescriptor> Devices
    {
        get { return _data.Devices; }
        private set { _data.Devices.AddRange(value); }
    }

    public IConfiguration Freeze()
    {
        if (!_frozen)
        {
            _frozen = true;
            _data.Devices.Freeze();
            foreach (var device in _data.Devices)
                device.Freeze();
        }
        return _data;
    }

    [OnDeserializing]
    private void OnDeserializing(StreamingContext context)
    {
        _data = new Data();
    }

    private sealed class Data : IConfiguration
    {
        private readonly FreezableList<DeviceDescriptor> _devices = new FreezableList<DeviceDescriptor>();

        public string Version { get; set; }

        public FreezableList<DeviceDescriptor> Devices
        {
            get { return _devices; }
        }

        IEnumerable<IDeviceDescriptor> IConfiguration.Devices
        {
            get { return _devices.Select(d => d.Freeze()); }
        }
    }
}

FreezableList<T> 正如您所期望的那样，可冻结的实施 IList<T>. 。这获得了隔热效果，以额外的复杂性为代价。

Answer 1

如果“客户端”（界面的消费者）和“服务器”（班级提供商）具有相互协议，则您描述的方法非常有效：

• 客户将是有礼貌的，不要尝试利用服务器的实现详细信息
• 服务器将有礼貌，并且在客户端具有参考后不会突变对象。

如果您在编写客户和编写服务器的人之间没有良好的工作关系，那么事情会很快变成梨形。粗鲁的客户当然可以通过投射到公共配置类型来“抛弃”不变性。粗鲁的服务器可以分发不变的视图，然后在客户最不期望的情况下突变对象。

一种不错的方法是防止客户看到可变类型：

public interface IReadOnly { ... }
public abstract class Frobber : IReadOnly
{
    private Frobber() {}
    public class sealed FrobBuilder
    {
        private bool valid = true;
        private RealFrobber real = new RealFrobber();
        public void Mutate(...) { if (!valid) throw ... }
        public IReadOnly Complete { valid = false; return real; }
    }
    private sealed class RealFrobber : Frobber { ... }
}

现在，如果您想创建和突变frobber，可以制作一个frobber.frobbuilder。完成突变后，您致电完整并获得仅读取的界面。 （然后构建器变得无效。）由于所有突变性实现细节都隐藏在私人嵌套类中，因此您不能“抛弃”到Realfrobber的Ireadonly界面，而不是Frobber，而没有公共方法！

敌对的客户也不能创建自己的Frobber，因为Frobber是抽象的并且具有私人构造函数。制作舰队的唯一方法是通过建筑商。

Answer 2

这将起作用，但是“恶意”方法可能会试图施放 IConfiguration 到 Configuration 从而绕过您的接口施加的限制。如果您不担心这一点，那么您的方法将正常工作。

我通常做这样的事情：

public class Foo {
    private bool frozen = false;

    private string something;

    public string Something {
        get { return something; }
        set {
            if (frozen)
                throw new InvalidOperationException("Object is frozen.");

            // validate value

            something = value;
        }
    }

    public void Freeze() {
        frozen = true;
    }
}

另外，您可以将可变的课程深深地粘在不变的课程中。

Answer 3

您为什么不能提供对象的独立视图？

public class ImmutableConfiguration {
    private Configuration _config;
    public ImmutableConfiguration(Configuration config) { _config = config; }
    public string Version { get { return _config.Version; } }
}

或者，如果您不喜欢额外的打字，请在集会中内部而不是公开设置成员，而不是由客户的客户访问？

Answer 4

我经常使用一个基于COM的大型框架（ESRI的ArcGIS引擎），该框架在某些情况下处理的修改非常相似：有“默认” IFoo 仅阅读访问的接口， IFooEdit 用于修改的接口（如果适用）。

该框架是相当众所周知的，我不知道对其背后的这一特殊设计决定有任何广泛的抱怨。

最后，我认为在确定哪种“视角”成为默认情况下，绝对值得一些其他想法：仅阅读视角或完整的观点。我个人会使仅阅读的视图默认值。

Answer 5

怎么样：

struct Readonly<T>
{
    private T _value;
    private bool _hasValue;

    public T Value
    {
        get
        {
            if (!_hasValue)
                throw new InvalidOperationException();
            return _value;
        }
        set
        {
            if (_hasValue)
                throw new InvalidOperationException();
            _value = value;
        }
    }
}


[DataContract]
public sealed class Configuration
{
    private Readonly<string> _version;

    [DataMember]
    public string Version
    {
        get { return _version.Value; }
        set { _version.Value = value; }
    }
}

我称其为Readonly，但我不确定这是最好的名字。