何时为不可变类型使用值和引用类型？ （。净）

Question

对于可变类型，值和引用类型之间的行为差​​异很明显：

// Mutable value type
PointMutStruct pms1 = new PointMutStruct(1, 2);
PointMutStruct pms2 = pms1;
// pms1 == (1, 2); pms2 == (1, 2);
pms2.X = 3;
MutateState(pms1); // Changes the X property to 4.
// pms1 == (1, 2); pms2 == (3, 2);

// Mutable reference type
PointMutClass pmc1 = new PointMutClass(1, 2);
PointMutClass pmc2 = pmc1;
// pmc1 == (1, 2); pmc2 == (1, 2);
pmc2.X = 3;
MutateState(pmc1); // Changes the X property to 4.
// pmc1 == (4, 2); pmc2 == (4, 2);

但是，对于不可变类型，这种差异不太明显：

// Immutable value type
PointImmStruct pis1 = new PointImmStruct(1, 2);
PointImmStruct pis2 = pis1;
// pis1 == (1, 2); pis2 == (1, 2);
pis2 = new PointImmStruct(3, pis2.Y);
// Can't mutate pis1
// pis1 == (1, 2); pis2 == (3, 2);

// Immutable reference type
PointImmClass pic1 = new PointImmClass(1, 2);
PointImmClass pic2 = pic1;
// pic1 == (1, 2); pic2 == (1, 2);
pic2 = new PointImmClass(3, pic2.Y);
// Can't mutate pic1 either
// pic1 == (1, 2); pic2 == (3, 2);

不可变引用类型通常也使用值语义（例如规范示例System.String ）：

string s1 = GenerateTestString(); // Generate identical non-interned strings
string s2 = GenerateTestString(); // by dynamically creating them
// object.ReferenceEquals(strA, strB)) == false;
// strA.Equals(strB) == true
// strA == strB

Eric Lippert之前曾在他的博客上讨论过（例如这里 ），在堆栈上分配的值类型经常（对于这个讨论并不重要）的事实是一个实现细节，它通常不会决定你是否制作对象是值或引用类型。

鉴于不可变类型行为的这种模糊区别，我们有什么标准来决定是否将不可变类型作为引用类型或值类型？

此外，由于不可变的强调值与变量，不可变类型是否总是实现值语义？

Answer 1

我会说Eric链接的博客文章给出了你的答案：

我很遗憾文件没有关注最相关的内容; 通过关注一个很大程度上不相关的实现细节，我们扩大了实现细节的重要性，并模糊了使值类型在语义上有用的重要性。 我非常希望所有那些解释“堆栈”的文章都会花时间解释究竟“按价值复制”的含义以及误解或误用“按值复制”会导致错误。

如果您的对象应具有“按值复制”语义，则将它们设为值类型。 如果它们应具有“引用复制”语义，请将它们作为引用类型。

他也说这个，我同意：

我总是根据类型是在语义上表示值还是从语义上对某些东西的引用来选择值类型与引用类型。

Answer 2

有一类重要的不可变类型（Eric Lippert也在某种程度上写过）必须作为崇敬类型实现：递归类型，如列表节点，树节点等。 值类型不能具有循环定义，例如，链表节点执行以下操作：

class IntNode
{
    private readonly int value;
    private readonly IntNode next;
}

Answer 3

.NET对String类的回答提示了一下。 它是不可变的，但它是一个引用类型。 作出这样一个值你不可变型行为类型尽可能。 它是否实际上是值类型并不重要。

因此，我能想到的唯一标准是：如果复制它会很昂贵（ String可能涉及大量复制！），请将其作为引用类型。 如果可以快速复制，请选择值类型。 还要考虑是否需要比较引用 - 这可能是使用不可变引用类型的唯一棘手的部分。