问题

C# 的匿名类型为什么要限制属性为只读呢?

回答
C 匿名类型属性被设计成只读,这背后有其深刻的理由,并非随意为之。理解这一点,需要我们深入挖掘匿名类型的本质和它在 C 语言中的定位。

首先,我们得明白匿名类型是什么。它是一种在编译时创建的、没有显式声明的类型,其名称由编译器自动生成。你看到的“匿名”,指的就是你无法在代码中像定义普通类一样,通过 `class MyAnonymousType { ... }` 这样的语法来给它命名。你只能通过一个实例来使用它,例如 `new { Name = "Alice", Age = 30 }`。

正是这种“一次性”、“临时性”的特点,决定了其属性的只读属性。

1. 维护不可变性,确保代码的健壮性

想象一下,如果你可以修改匿名类型的属性,会发生什么?

状态的不可预测性: 匿名类型通常用于在方法之间传递一组相关但又不必独立成类的简短数据。如果在传递过程中,接收方或者中间的某个环节无意中修改了匿名对象的某个属性,那么最初创建对象时的意图就被破坏了。调用方可能期望某个值是固定的,但实际却被改变了,这会导致难以追踪的 Bug。
并发安全: 在多线程环境下,如果匿名类型的属性是可变的,那么多个线程同时访问和修改同一个匿名对象,就会引发竞态条件。由于匿名类型没有被设计来处理并发场景,其内部实现也无法提供线程安全保障。只读属性从根本上避免了这类问题,因为一旦创建,其内部状态就不会改变,任何线程都可以安全地读取。

2. 强调其“数据传输对象”的角色

匿名类型最常见的用途就是作为一种临时的“数据传输对象”(DTO)。在 LINQ 查询中尤其常见,你通过 `select new { ... }` 来选择和组合你需要的字段。这个时候,你通常只是想获取数据,而不是在查询完成后还去修改这些数据的状态。

清晰的意图: 只读属性明确地传达了“我只是在传递数据,而不是要修改它”的意图。这让代码更易于理解。当你看到一个匿名类型变量时,你就知道它的值是在创建时确定的,并且不会改变。
简化对象模型: 并非所有数据组合都值得创建一个独立的类。匿名类型提供了一种轻量级的方式来封装少量数据,而无需编写额外的类定义。如果允许修改,那么你实际上就需要为这些临时数据提供一套完整的数据访问和管理机制,这违背了它轻量级的初衷。

3. 优化与编译器的交互

C 编译器在处理匿名类型时,实际上会创建一个隐藏的、内部的类,并为属性生成 getter 方法。如果允许设置器(setter),编译器还需要生成相应的 setter 方法。

更简洁的生成代码: 只读属性只需要一个 backing field 和一个 getter。如果允许读写,就需要 backing field、getter 和 setter。从编译器的角度看,只读属性的生成过程更为简单直接。
对 LINQ 的优化: LINQ 查询通常涉及延迟执行和链式操作。匿名类型的只读属性特性,使得 LINQ 的内部实现可以更高效地处理这些中间结果,因为它们的状态是稳定的。

4. 与“值类型”的类比(尽管它是引用类型)

虽然匿名类型在技术上是引用类型,但其只读属性的特性在某种程度上借鉴了值类型的不可变性概念。值类型(如 `struct`)的实例通常是不可变的,或者说修改值类型相当于创建了一个新的副本。匿名类型的只读特性,让它们在行为上更接近于一种“轻量级、临时的、不可变的数据容器”。

总结来说,C 匿名类型属性之所以被限制为只读,是为了:

确保数据的一致性和可预测性。
提供并发安全,即使匿名类型并非为并发设计。
清晰地表达其作为临时数据传输载体的角色。
简化编译器生成代码的逻辑,并优化与 LINQ 等特性的集成。

这些设计决策共同作用,使得匿名类型成为 C 语言中一个强大而实用的工具,尤其是在处理临时数据分组和 LINQ 查询时,能够提高代码的可读性和健壮性。如果你需要一个可修改的类型,那么显式定义一个类或 `struct` 才是更合适的选择。

网友意见

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基本同意

@Gee Law

的答案,

其实匿名类型是C# 3.0引入的,C# 3.0引入的所有新特性基本都是为了实现LINQ这一伟大的语言特性。

匿名类型是为了解决LINQ中选择部分字段以及多字段作为分组依据聚合或是多字段联接的问题的。

所以,说白了匿名类型设计的目标就是元组。


顺便解释一下

@Gee Law

的问题,首先,匿名对象需要做到如果两个匿名对象的属性名称、类型和值都相同,就是等同的,是有现实原因的,因为如果不满足这一点的话,下面这种LINQ将无法得到期望的结果:

       form item1 in list1 join from item2 in list 2 on new { item1.Key1, item1.Key2 } equals new { item2.Key1, item2.Key2 }     

事实上这就造成了匿名对象的所谓的值语义,但如果直接使用值类型,那么会带来一些别的问题:

首先是值类型保存在堆栈上,任何赋值操作都会导致一份拷贝,如果对象太大性能会很差。

其次值类型必然有一个无参的构造函数,这使得在一些奇怪的代码下我们可以调用匿名类型的这个无参构造函数搞出一个莫名奇妙的实例:

       public T M<T>() where T : new() {   return new T(); }  public T M<T>() {   return default(T); }      

总之,我觉得这个问题的根本还是在于,匿名类型本质上就是关系模型中的元组在C#里面的映射。元组显然是不可变的,匿名类型也没有必要设计成可变的来自找麻烦。

user avatar

因为不变对象自带线程安全。而且实际上 Linq 出来的东西你也改不了,除非你改数据源或者 ToArray 之类的再改。


另外不变性造就了值语义,因为它是不变对象,所以

new { Name = "Gee" } == new { Name = "G" + "ee" }

是 true,否则它应该是 false。以及值语义下的 GetHashCode 重写。

至于为什么不让它本身就是结构而是类,我不太清楚。

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