Question

是否有合理的方式在.Net（Compact Framework / desktop 3.5公共子集）中表达linear type的概念，以这样的方式：（a）所需的语法不会变得过于冗长，复杂的，或其他痛苦的（b）不变量可以在运行时强制执行，也可以在编译时通过代码分析进行验证（因此，一个全力以赴的维护程序员不能轻易忽略不变量）？这里的想法是避免在子系统边界处对command objects进行防御性复制。

Answer 1

线性类型，基于线性逻辑理论，与唯一性类型密切相关，是分配给具有属性的类型，它们始终只有一个引用它们。这些对于描述大型不可变值（如文件，字符串等）非常有用。

不可变类型是在实例化后内部状态无法更改的类型。

“深度不可变”类型是其依赖图包含也是“深度不可变”的引用类型的类型。如果依赖引用类型本身不是“不可变的”，则该类型称为“浅不可变”。

在C＃中，我们使用引用类型和值类型。引用类型的实例可以在不同的并发执行代码之间共享，而值类型是堆栈绑定（除非装箱），在共享时复制，因此是自治的，尽管不是不可变的（并且可能包含对其他引用类型的依赖性，然后是“复制共享” ）。

虽然共享引用类型的能力无疑是面向对象框架的强大功能，但在企业开发领域，它也应该被视为其主要弱点之一，并且极其谨慎地使用。任何无法以原子方式执行的东西都会暴露出脆弱性，并且有机会将错误交错，从而间歇性地造成严重破坏。

在C＃中，我们所能做的最好就是描述我们的意图。通过将整个内部状态标记为私有和只读，可以部分地实现不变性。不能强制执行深层不变性（也不能浅薄），因此开发人员必须坚持用心。对状态的更改是通过静态方法返回包含请求状态的类型的新实例。

public sealed class PersonImmutable {

    private readonly int _age;
    private readonly string _name;

    public PersonImmutable(int age, string name) { 
        this._age = age;
        this._name = name;
    }

    public int Age {
        get { return this._age; }
    }

    public string Name {
        get { return this._name; }
    }

    public static PersonImmutable NotifyBirthday(PersonImmutable source) {
        return new PersonImmutable(1 + source.Age, source.Name);
    }
}

Answer 2

提供的链接确实定义了LinearVariable，其定义类似于：

Option Explicit On
Option Strict On
Option Infer On 

<System.Diagnostics.DebuggerDisplay("{_state}: {_value}")> _
Class LinearVariable(Of T)
  Private Enum State
   Unassigned
   Assigned
   Used
 End Enum
 Private _state As State = State.Unassigned
 Private _value As T
 Public Sub New()
  'Allow creation and later assignment
 End Sub
 Public Sub New(ByVal Value As T)
  _value = Value
  _state = State.Assigned
 End Sub
 Public Shared Widening Operator CType(Value As T) As LinearVariable(Of T)
  Return New LinearVariable(Of T)(Value)
 End Operator
 Public Shared Widening Operator CType(Value As LinearVariable(Of T)) As T
  Return Value.Value
 End Operator
 Public Property Value As T
  Get
   If _state = State.Assigned Then
    _state = State.Used
#If DEBUG Then
    Return _value
#Else ' Release - free the reference immedately after use
    value = _value
    _value = Nothing
#End If
   End If
   If _state = State.Unassigned Then _
    Throw New NullReferenceException("LinearVariable is unassigned")
   If _state = State.Used Then _
    Throw New AccessViolationException("LinearVariable has already been accessed")
   Throw New InvalidOperationException
  End Get
  Set(ByVal Value As T)
   ' May want to check _state, although the "definition" at http://c2.com/cgi/wiki?LinearTypes seems to allow multiple writes
   _value = Value
   _state = State.Assigned
  End Set
 End Property
End Class

_{（已编译但未经测试。）}

这显然只适用于运行时。我想不出在编译时试图强制使用.Value的任何方法。

请注意，您可以设置LinearVariable IDisposable，然后在运行时捕获其值设置且未使用。

Answer 3

.Net中有两种类型：引用类型和值类型。

通过将引用类型分配给另一个变量来复制引用类型时，只复制引用。

复制值类型时，将逐字节复制该类型的全部内容。

在这两种情况下，都无法阻止，修改或获取有关它的通知（与C ++的复制构造函数相反）。这意味着您无法在.Net中实现线性类型。

您可以改为使用不可变（或freezable）类型，正如其他人所建议的那样。

如何在C＃/ .Net中表示线性类型？

3 个答案: