В С#, если у вас есть struct, например:
struct Counter
{
private int _count;
public int Value
{
get { return _count; }
}
public int Increment()
{
return ++_count;
}
}
И у вас есть такая программа:
static readonly Counter counter = new Counter();
static void Main()
{
// print the new value from the increment function
Console.WriteLine(counter.Increment());
// print off the value stored in the item
Console.WriteLine(counter.Value);
}
Выходной сигнал программы будет:
1
0
Это кажется совершенно неправильным. Я ожидал бы, что результат будет равен двум 1s (как если бы Counter был class, или if struct Counter : ICounter и Counter является ICounter), или быть ошибкой компиляции. Я понимаю, что обнаружение этого во время компиляции является довольно сложным делом, но это поведение, по-видимому, нарушает логику.
Есть ли причина для такого поведения, выходящего за пределы сложности выполнения?
structs являются типами значений и, следовательно, имеют тип значений типа. Это означает, что каждый раз, когда вы обращаетесь к структуре, вы в основном работаете с копией значения struct.
В вашем примере вы не меняете оригинал struct, а только его временную копию.
См. здесь дополнительные пояснения:
В .net метод экземпляра struct семантически эквивалентен статическому структурному методу с дополнительным параметром ref типа struct. Таким образом, учитывая объявления:
struct Blah {
public int value;
public void Add(int Amount) { value += Amount; }
public static void Add(ref Blah it; int Amount; it.value += Amount;}
}
Метод вызывает:
someBlah.Add(5);
Blah.Add(ref someBlah, 5);
являются семантически эквивалентными, за исключением одного отличия: последний вызов разрешен только в том случае, если someBlah является изменчивым местом хранения (переменная, поле и т.д.), а не если это место хранения только для чтения или временное значение (результат считывания свойства и т.д.).
Это столкнулось с разработчиками .net-языков с проблемой: запрет использования каких-либо функций-членов в структурах только для чтения будет раздражать, но они не хотят позволять функциям-членам писать переменные только для чтения. Они решили "пунтировать" и сделать так, чтобы вызов метода экземпляра в структуре только для чтения создавал копию структуры, вызывал эту функцию и затем отбрасывал ее. Это приводит к замедлению вызовов методам экземпляра, которые не записывают основную структуру, и делают это так, что попытка использовать метод, который обновляет базовую структуру в структуре только для чтения, приведет к разной разбитой семантике из того, что будет если она была передана непосредственно структурой. Обратите внимание, что дополнительное время, затраченное копией, почти никогда не даст правильной семантики в случаях, которые не были бы правильными без копии.
Один из моих главных моментов в .net заключается в том, что до сих пор (по крайней мере, 4.0 и, возможно, 4.5) все еще нет атрибута, через который функция-член структуры может указывать, изменяет ли она this. Люди релят о том, как структуры должны быть неизменными, а не предоставлять инструменты, позволяющие структурам безопасно предлагать мутирующие методы. Это, несмотря на то, что так называемые "неизменные" структуры являются ложью. Все нетривиальные типы значений в изменяемых местах хранения изменяемы, как и все типы значений в штучной упаковке. Создание "неизменяемой" структуры может заставить переписать целую структуру, когда нужно только изменить одно поле, но поскольку struct1 = struct2 мутирует struct1, копируя все общедоступные и частные поля из struct2, и нет ничего такого определения типа для структуры может сделать это, чтобы исключить (кроме полей) никаких действий, чтобы предотвратить непредвиденную мутацию членов структуры. Кроме того, из-за проблем с потоками структуры очень ограничены в своей способности применять любые инвариантные отношения между их полями. ИМХО, было бы лучше, если бы структура имела возможность разрешить произвольный доступ к полям, давая понять, что любой код, получающий структуру, должен проверять, соответствуют ли его поля всем требуемым условиям, чем пытаться предотвратить формирование структур, которые не соответствуют условиям.