.NET Разработчик

День триста девяносто первый. #MoreEffectiveCSharp
3. Использование значимых и ссылочных типов
Вы должны решить, как будут вести себя все экземпляры вашего типа. Это важное решение, которое нужно принять при создании, потому что изменение структуры на класс может поломать довольно много кода самым непредсказуемым образом.

Правильный выбор зависит от того, как вы собираетесь использовать новый тип. Структуры не полиморфны, они должны быть небольшими и лучше подходят для хранения данных, которыми манипулирует приложение. Классы могут быть полиморфными, формируют иерархию типов приложения и должны использоваться для определения поведения приложения. Подумайте об ожидаемых обязанностях вашего нового типа и, исходя из этого, решите, какой тип создать.

Например, тип используется как возвращаемое значение из метода:

private MyData myData;
public MyData Foo() => myData;
MyData v = Foo();
TotalSum += v.Value;

Если MyData — значимый тип, содержимое возврата копируется в переменную v. А если MyData — ссылочный тип, то экспортируется ссылка на внутреннюю переменную. Вы нарушаете принцип инкапсуляции, что может позволить клиентам изменять объект по ссылке, обходя ваш API. Другой вариант:

public MyData Foo2 () => myData.CreateCopy();

Теперь v — это копия исходных данных myData. В куче создаются два объекта. Исчезла проблема раскрытия внутренних данных, но мы создали дополнительный объект в куче. В общем, это неэффективно. Типы, которые используются для экспорта данных с помощью открытых методов и свойств, должны быть значимыми типами.

Теперь немного подробнее рассмотрим, как эти типы хранятся в памяти, а также вопросы производительности, связанные с моделями хранения:

public class C {
  private MyType a = new MyType();
  private MyType b = new MyType();
  …
}
C c = new C();

Сколько объектов создано? Насколько они большие? Это зависит. Если MyType — структура, выделен один объект, размер которого в два раза больше размера MyType. А если MyType — класс, выделено 3 объекта: для типа C (8 байт в 32-разрядной системе) и 2 для типа MyType. Разница возникает из-за того, что структуры хранятся внутри объекта, а каждая переменная ссылочного типа содержит ссылку, и требует выделения дополнительного места в хранилище. Это особенно важно, если вы собираетесь выделить место под массив. Массив структур выделится за 1 раз, массив ссылочных типов изначально будет заполнен null, но потребует дополнительного выделения места под каждый элемент при его инициализации.

Решение использовать структуру или класс является очень важным. Изменение структуры на класс в готовом коде влечёт за собой неприятные последствия. Допустим вы создали структуру работника, хранящую размер заработной платы. Затем вы решаете, что могут быть разные классы сотрудников: продавцы получают комиссионные, а менеджеры получают бонусы. Вы решаете изменить структуру на класс. Это нарушит большую часть клиентского кода, использующего структуру. Возврат по значению становится возвратом по ссылке. Параметры, которые передавались по значению, теперь передаются по ссылке. Помимо хранения элементов данных, которые определяют сотрудника, вы добавили обязанности: расчёт зарплаты. Обязанности — это ответственность классов. Классы могут легко определять полиморфные реализации общих обязанностей; структуры должны ограничиваться хранением значений.

Документация по .NET рекомендует рассматривать размер типа как определяющий фактор между типами значений и ссылочными типами. На самом деле, гораздо лучшим фактором является способ использования типа. Если вы ответите «да» на все эти вопросы, создавайте структуру:
1. Основная обязанность типа - хранение данных?
2. Можно ли сделать этот тип неизменяемым?
3. Ожидается, что тип будет маленьким?
4. Открытый интерфейс типа содержит только свойства для доступа к данным?
5. У типа никогда не будет подклассов?
6. Тип никогда не будет использоваться полиморфно?
Если вы сомневаетесь относительно ожидаемого использования типа, используйте ссылочный тип.

Источник: Bill Wagner “More Effective C#”. – 2nd ed. Глава 4.

1.01K views07:41