当项目最初必须是可变的时，返回不可变集合

Question

一般情况的一个例子：

public class Validator
{
   // ...
   public ReadOnlyCollection<InvalidContainer> ContainersUnderMinimum
   {
      get { return _containersUnderMinimum.AsReadOnly(); }
   }
}

public class InvalidContainer
{
   // ...
   public int LowestVolume { get; set; }
}

上面的Validator类在其构造函数中获取其他项的集合，然后将无效项添加到内部List。 每个容器都有许多子容器（想想一个试管架），并且该类希望找到最低容量。 当找不到项（管）时，构造函数将添加到列表中，并在找到项时更新现有列表对象。

问题是Validator想要返回一个只读的不可变对象集合，但是对象（InvalidContainers）在构造后必须是可变的，这样才能（基本上）累积值。

重构使用接口（IInvalidContainer）会导致头痛，因为通用集合无法转换为基类型的集合。

有什么好的模式或做法可以解决这个问题？

编辑：澄清一下，目的是让属性值（集合）不可变。 我知道ReadOnlyCollection只强制集合的不变性，而不是集合项。 通常我会使项目不可变，但我不能在这个（和类似的）情况下。 但是，我只希望在构造Validator类时突变项。 防止呼叫者进行不明智的铸造不是设计目标; 目标是避免使用可设置的公共属性诱惑调用者。

编辑：为了清晰起见改变了标题。

编辑：这是重构版本（基于LBushkin和递归的建议）：

public IEnumerable<IInvalidContainer> ContainersUnderMinimum
{
   get
   {
      return _containersUnderMinimum.Cast<IInvalidContainer>();
   }
}

Answer 1

如果我正确理解您的问题，您希望返回一组不可变类型，但在内部保留一个可变集合。 这样做的典型方法是为您的类型创建一个不可变的基类型（或接口）并返回它。

您可以将项目转换为该类型（弱变形控件的形式），也可以创建包装器对象并返回它们（强大的控件类型）。 包装对象的创建成本可能更高 - 但它们可以防止外部代码只是能够执行类型转换来绕过不变性。 顺便说一下，这是ReadOnlyCollection<T>用于返回不可变集合的机制。

要克服集合类型具有有限的转换支持这一事实，您可以使用LINQ返回不可变类型的不可变副本：

_containersUnderMinimum.Cast<IInvalidContainer>().ToList().AsReadOnly()

这会创建集合的副本 - 但它可能足够好 - 如果您不需要集合来反映运行时的更改。

此外，请注意ReadOnlyCollection不要求（或强制）集合元素的不变性。 相反，它会阻止接收器添加或删除元素 - 仍然可以更改集合中的现有元素。

Answer 2

如果你的可变对象只能通过方法改变，我建议你在你的mutable类型中包含一个引用，如果是非null，它将标识一个封装相同数据的不可变类型的实例。 你的可变类型应该包含一个创建不可变副本的方法; 该方法应该生成并缓存一个新的不可变对象，如果它尚未持有对它的引用。 否则它应该返回缓存的引用。 任何变异方法都应使immutable-object引用无效。 使用这种方法，人们应该能够避免必须重复复制从未变异的对象。

Answer 3

实际上，可以转换泛型集合：

ReadOnlyCollection<IInvalidContainer> result = 
   _containersUnderMinimum.Cast<IInvalidContainer>().ToList().AsReadOnly();

但是，这并不能阻止消费者重新投射元素。

Answer 4

也许我误解了，但ReadOnlyCollection只暗示集合是ReadOnly，而不是对象本身......