ReadonlyCollection，对象是不可变的吗？

Posted 2023-04-12

【中文标题】ReadonlyCollection，对象是不可变的吗？

【英文标题】：ReadonlyCollection, are the objects immutable?

【发布时间】：2015-12-03 00:40:47

【问题描述】：

我正在尝试使用 ReadOnlyCollection 使对象不可变，我希望对象的属性是不可变的。

public ReadOnlyCollection<FooObject> MyReadOnlyList

    get
    
        return new ReadOnlyCollection<FooObject>(_myDataList);
    

但我有点困惑。

我尝试使用 foreach 将对象的属性更改为 MyReadOnlyList 并且...我可以更改 value 属性，是否正确？我理解 ReadOnlyCollection 设置了一个添加级别以使对象不可变。

【参考方案1】：

ReadOnlyCollection 是不可变的事实意味着不能修改集合，即不能从集合中添加或删除任何对象。这并不意味着它包含的对象是不可变的。

This article 由 Eric Lippert 撰写，解释了不同类型的不变性是如何工作的。基本上，ReadOnlyCollection 是一个不可变的外观，它可以读取底层集合 (_myDataList)，但不能修改它。但是，您仍然可以通过执行 _myDataList[0] = null 之类的操作来更改基础集合，因为您引用了 _myDataList。

此外，ReadOnlyCollection 返回的对象与_myDataList 返回的对象相同，即this._myDataList.First() == this.MyReadOnlyList.First()（与LINQ）。这意味着如果_myDataList 中的对象是可变的，那么MyReadOnlyList 中的对象也是可变的。

如果您希望对象不可变，则应相应地设计它们。例如，您可以使用：

public struct Point

    public Point(int x, int y)
    
        this.X = x;
        this.Y = y;
    

    // In C#6, the "private set;" can be removed
    public int X  get; private set; 
    public int Y  get; private set; 

代替：

public struct Point

    public int X  get; set; 
    public int Y  get; set; 

编辑：在这种情况下，正如Ian Goldby 所指出的，这两个结构都不允许您修改集合中元素的属性。发生这种情况是因为结构是值类型，并且当您访问元素时，集合会返回该值的副本。如果 Point 是一个类，您只能修改它的属性，这意味着返回的是对实际对象的引用，而不是其值的副本。

【讨论】：

实际上，如果 ReadOnlyCollection 中的对象是结构而不是类，那么它们在集合中实际上是只读的，因为访问元素会给您一个 boxed 结构。你不能直接修改它（“不能修改拆箱转换的结果”），如果你将它分配给一个本地结构变量，你会得到一个副本。 （不过，您仍然可以通过 Items 属性修改 ReadOnlyCollection。）

如果集合是泛型并返回T 类型的元素，为什么集合返回的值会被装箱？除此之外，我更新了我的答案，说集合中的结构实际上是不可变的，因为您只能获取它们的值的副本。

我怀疑这是框架的优化，以防止在您读取结构时复制结构。当然，如果您写roList[i].X = 5，编译器会抱怨“无法修改拆箱转换的结果”。如果编译器不这样做，那么x = roList[i].X 将始终需要制作结构的完整副本以读取单个属性。

@IanGoldby “我怀疑这是框架的一种优化，可以防止在读取结构时复制结构。” - 你认为框架为什么这样做？我认为不会。 ReadOnlyCollection 使用索引器返回将返回结构副本的值。

【参考方案2】：

我试图将对象的属性更改为 MyReadOnlyList 使用 foreach 和...我可以更改 value 属性，是否正确？一世 理解 ReadOnlyCollection 设置一个添加级别以使对象 不可变。

使用ReadOnlyCollection 并不能保证存储在集合中的对象。它只保证集合一旦被创建就不能被修改。如果从中检索到一个元素，并且它具有可变属性，则可以很好地对其进行修改。

如果您想让您的 FooObject 成为不可变的，那么只需这样做：

public class FooObject

    public FooObject(string someString, int someInt)
    
        SomeString = someString;
        SomeInt = someInt;
    

    public string SomeString  get; ;
    public int SomeInt  get; ;

【参考方案3】：

不可变的是集合本身，而不是对象。目前，C# 不支持不可变对象而不像 ReadOnlyCollection<T> 在您的情况下那样包装它们。

好吧，如果它们的属性没有可访问的设置器，您仍然可以创建不可变对象。顺便说一句，它们根本不是不可变的，因为它们可以从可能具有与 setter 相同或更多可访问性的类成员发生变异。

// Case 1
public class A

    public string Name  get; private set; 

    public void DoStuff() 
    
        Name = "Whatever";
    


// Case 2
public class A

    // This property will be settable unless the code accessing it
    // lives outside the assembly where A is contained...
    public string Name  get; internal set; 


// Case 3
public class A

    // This property will be settable in derived classes...
    public string Name  get; protected set; 


// Case 4: readonly fields is the nearest way to design an immutable object
public class A

     public readonly string Text = "Hello world";

正如我之前所说，引用类型在定义上总是可变的，并且它们在某些条件下可以表现为不可变的成员可访问性。

最后，结构是不可变的，但它们是值类型，不应该仅仅因为它们可以表示不可变数据而使用它们。请参阅此问答以了解有关结构不可变的更多信息：Why are C# structs immutable?

【讨论】：

我在一本书中把它写成红色，但我认为它是错误的 >System.Collections.ObjectModel.ReadOnlyCollection 类型是包装集合并导出其只读版本的标准方法数据

@lunatic84 该定义说明了我的答案试图为您解决的问题。集合是不可变的，但数据仍然是可变的。