这个不可变结构应该是一个可变类吗？

Question

我向同事程序员展示了这个结构，他们认为它应该是一个可变类。 他们觉得没有空引用和根据需要改变对象的能力是不方便的。 我真的想知道是否有任何其他原因使这个变成一个可变类。

[Serializable]
public struct PhoneNumber : IEquatable<PhoneNumber>
{
    private const int AreaCodeShift = 54;
    private const int CentralOfficeCodeShift = 44;
    private const int SubscriberNumberShift = 30;
    private const int CentralOfficeCodeMask = 0x000003FF;
    private const int SubscriberNumberMask = 0x00003FFF;
    private const int ExtensionMask = 0x3FFFFFFF;


    private readonly ulong value;


    public int AreaCode
    {
        get { return UnmaskAreaCode(value); }
    }

    public int CentralOfficeCode
    {
        get { return UnmaskCentralOfficeCode(value); }
    }

    public int SubscriberNumber
    {
        get { return UnmaskSubscriberNumber(value); }
    }

    public int Extension
    {
        get { return UnmaskExtension(value); }
    }


    public PhoneNumber(ulong value)
        : this(UnmaskAreaCode(value), UnmaskCentralOfficeCode(value), UnmaskSubscriberNumber(value), UnmaskExtension(value), true)
    {

    }

    public PhoneNumber(int areaCode, int centralOfficeCode, int subscriberNumber)
        : this(areaCode, centralOfficeCode, subscriberNumber, 0, true)
    {

    }

    public PhoneNumber(int areaCode, int centralOfficeCode, int subscriberNumber, int extension)
        : this(areaCode, centralOfficeCode, subscriberNumber, extension, true)
    {

    }

    private PhoneNumber(int areaCode, int centralOfficeCode, int subscriberNumber, int extension, bool throwException)
    {
        value = 0;

        if (areaCode < 200 || areaCode > 989)
        {
            if (!throwException) return;
            throw new ArgumentOutOfRangeException("areaCode", areaCode, @"The area code portion must fall between 200 and 989.");
        }
        else if (centralOfficeCode < 200 || centralOfficeCode > 999)
        {
            if (!throwException) return;
            throw new ArgumentOutOfRangeException("centralOfficeCode", centralOfficeCode, @"The central office code portion must fall between 200 and 999.");
        }
        else if (subscriberNumber < 0 || subscriberNumber > 9999)
        {
            if (!throwException) return;
            throw new ArgumentOutOfRangeException("subscriberNumber", subscriberNumber, @"The subscriber number portion must fall between 0 and 9999.");
        }
        else if (extension < 0 || extension > 1073741824)
        {
            if (!throwException) return;
            throw new ArgumentOutOfRangeException("extension", extension, @"The extension portion must fall between 0 and 1073741824.");
        }
        else if (areaCode.ToString()[1] == '9')
        {
            if (!throwException) return;
            throw new ArgumentOutOfRangeException("areaCode", areaCode, @"The second digit of the area code cannot be greater than 8.");
        }
        else
        {
            value |= ((ulong)(uint)areaCode << AreaCodeShift);
            value |= ((ulong)(uint)centralOfficeCode << CentralOfficeCodeShift);
            value |= ((ulong)(uint)subscriberNumber << SubscriberNumberShift);
            value |= ((ulong)(uint)extension);
        }
    }


    public override bool Equals(object obj)
    {
        return obj != null && obj.GetType() == typeof(PhoneNumber) && Equals((PhoneNumber)obj);
    }

    public bool Equals(PhoneNumber other)
    {
        return this.value == other.value;
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        return value.GetHashCode();
    }

    public override string ToString()
    {
        return ToString(PhoneNumberFormat.Separated);
    }

    public string ToString(PhoneNumberFormat format)
    {
        switch (format)
        {
            case PhoneNumberFormat.Plain:
                return string.Format(@"{0:D3}{1:D3}{2:D4}{3:#}", AreaCode, CentralOfficeCode, SubscriberNumber, Extension).Trim();
            case PhoneNumberFormat.Separated:
                return string.Format(@"{0:D3}-{1:D3}-{2:D4} {3:#}", AreaCode, CentralOfficeCode, SubscriberNumber, Extension).Trim();
            default:
                throw new ArgumentOutOfRangeException("format");
        }
    }

    public ulong ToUInt64()
    {
        return value;
    }


    public static PhoneNumber Parse(string value)
    {
        var result = default(PhoneNumber);
        if (!TryParse(value, out result))
        {
            throw new FormatException(string.Format(@"The string ""{0}"" could not be parsed as a phone number.", value));
        }
        return result;
    }

    public static bool TryParse(string value, out PhoneNumber result)
    {
        result = default(PhoneNumber);

        if (string.IsNullOrEmpty(value))
        {
            return false;
        }

        var index = 0;
        var numericPieces = new char[value.Length];

        foreach (var c in value)
        {
            if (char.IsNumber(c))
            {
                numericPieces[index++] = c;
            }
        }

        if (index < 9)
        {
            return false;
        }

        var numericString = new string(numericPieces);
        var areaCode = int.Parse(numericString.Substring(0, 3));
        var centralOfficeCode = int.Parse(numericString.Substring(3, 3));
        var subscriberNumber = int.Parse(numericString.Substring(6, 4));
        var extension = 0;

        if (numericString.Length > 10)
        {
            extension = int.Parse(numericString.Substring(10));
        }

        result = new PhoneNumber(
            areaCode,
            centralOfficeCode,
            subscriberNumber,
            extension,
            false
        );

        return result.value != 0;
    }

    public static bool operator ==(PhoneNumber left, PhoneNumber right)
    {
        return left.Equals(right);
    }

    public static bool operator !=(PhoneNumber left, PhoneNumber right)
    {
        return !left.Equals(right);
    }

    private static int UnmaskAreaCode(ulong value)
    {
        return (int)(value >> AreaCodeShift);
    }

    private static int UnmaskCentralOfficeCode(ulong value)
    {
        return (int)((value >> CentralOfficeCodeShift) & CentralOfficeCodeMask);
    }

    private static int UnmaskSubscriberNumber(ulong value)
    {
        return (int)((value >> SubscriberNumberShift) & SubscriberNumberMask);
    }

    private static int UnmaskExtension(ulong value)
    {
        return (int)(value & ExtensionMask);
    }
}

public enum PhoneNumberFormat
{
    Plain,
    Separated
}

Answer 1

操纵电话号码的程序是过程的模型。

因此，在进程中使不可变的东西在代码中不可变。 在过程中使可变的东西在代码中变得可变。

例如，一个过程可能包括一个人。 一个人有一个名字。 一个人可以在保留身份的同时更改姓名。 因此，person对象的名称应该是可变的。

一个人有一个电话号码。 一个人可以在保留身份的同时更改他们的电话号码。 因此，一个人的电话号码应该是可变的。

电话号码具有区号。 电话号码不能更改其区号并保留其身份; 您更改区号，现在有一个不同的电话号码。 因此，电话号码的区号应该是不可变的。

Answer 2

我认为保持它是一个不可变的结构是很好的 - 但我个人只是为每个逻辑字段使用单独的变量，除非你一次在内存中有大量的这些变量。 如果你坚持使用最合适的类型（例如3-4个数字的ushort ）那么它应该不那么昂贵 - 并且代码将更加清晰。

Answer 3

我同意这应该是一个不可变的类型。 但是为什么这个结构应该实现ICLoneable和IEquatable接口呢？ 它是一种价值类型。

Answer 4

就个人而言，我觉得把它作为一个不可变的结构是一件非常好的事情。 我不建议将其更改为可变类。

大多数时候，根据我的经验，人们想要避免不可改变的结构是通过懒惰来做到这一点。 不可变的结构强制你重新创建结构将完整的参数，但良好的构造函数重载可以在这里有很大的帮助。 （例如，看看这个Font构造函数 - 即使它是一个类，它实现了“克隆除此变量之外的所有内容”模式，您可以为需要更改的公共字段复制该模式。）

除非必要，否则创建可变类会引入其他问题和开销。

Answer 5

也许您的同事可以通过一组方法来满足，以允许单个字段轻松“更改”（导致新实例具有与第一个实例相同的值，除了新字段）。

public PhoneNumber ApplyAreaCode(int areaCode)
{
  return new PhoneNumber(
    areaCode, 
    centralOfficeCode, 
    subscriberNumber, 
    extension);
}

此外，您可以为“未定义”的电话号码设置一个特殊情况：

public static PhoneNumber Empty
{ get {return default(PhoneNumber); } }

public bool IsEmpty
{ get { return this.Equals(Empty); } }

“Empty”属性提供比“default（PhoneNumber）或new PhoneNumber（）”更自然的语法，并允许使用“foo == PhoneNumber.Empty”或foo.IsEmpty等效的null检查。

另外......在你的TryParse中你不是故意的

return result.value != 0;

Answer 6

将要分段可变的数据持有者应该是结构，而不是类。 . 虽然人们可以辩论结构是否应该是分段可变的，但是 。

问题是每个类对象都有效地包含两种信息：

1. 其所有领域的内容
2. 存在的所有参考文献的下落

如果一个类对象是不可变的，那么通常对它存在哪些引用都无关紧要。 但是，当数据保持类对象是可变的时，对它的所有引用都有效地相互“附着”; 在其中一个上执行的任何突变都将有效地执行。

如果PhoneNumber是可变结构，则可以更改PhoneNumber类型的一个存储位置的字段，而不会影响该类型的任何其他存储位置中的任何字段。 如果有人说var temp = Customers("Fred").MainPhoneNumber; temp.Extension = "x431"; Customers("Fred").MainPhoneNumber = temp; var temp = Customers("Fred").MainPhoneNumber; temp.Extension = "x431"; Customers("Fred").MainPhoneNumber = temp; 这将改变弗雷德的扩展，而不会影响其他任何人。 相反，如果PhoneNumber是一个可变类，上面的代码将为MainPhoneNumber持有对同一对象的引用的每个人设置扩展，但不影响MainPhoneNumber持有相同数据但不是同一对象的任何人的扩展。 恶心。

Answer 7

可以通过PhoneNumber轻松处理可空性？