C# Academy · Урок

Шаблоны неизменяемых объектов

Проектируйте объекты, которые не меняются после создания.

«Шаблоны неизменяемых объектов» — бесплатный урок C# Academy на CoddyKit. Это урок 3 из 4. Ты можешь прочитать весь урок бесплатно ниже — а потом практиковать его прямо в браузере с встроенным редактором кода и ИИ-репетитором 24/7. Это часть пути обучения C# Academy, и твой прогресс синхронизируется между веб-версией и приложением CoddyKit. Курс C# Academy содержит 4 уроков всего.

Проектирование неизменяемых объектов

Неизменяемый объект не меняется после создания. Неизменяемость устраняет целые классы ошибок, связанных с общим изменяемым состоянием, и делает объекты безопасными для передачи и кэширования.

Свойства только для чтения

Самое простое неизменяемое свойство доступно только для чтения и один раз задаётся из конструктора.

using System;

class Point {
    public int X { get; }
    public int Y { get; }
    public Point(int x, int y) { X = x; Y = y; }
}

var p = new Point(3, 4);
Console.WriteLine(p.X + "," + p.Y); // 3,4

Инициализация с синтаксисом инициализатора

Используйте свойства init, когда нужна неизменяемость вместе с удобным синтаксисом инициализатора объекта.

using System;

class Color {
    public int R { get; init; }
    public int G { get; init; }
    public int B { get; init; }
}

var c = new Color { R = 255, G = 128, B = 0 };
Console.WriteLine(c.R + "," + c.G + "," + c.B); // 255,128,0

required для обязательных полей

Сочетайте required и init, чтобы необходимые поля нельзя было забыть и нельзя было изменить.

using System;

class Money {
    public required decimal Amount { get; init; }
    public required string Currency { get; init; }
}

var m = new Money { Amount = 9.99m, Currency = "USD" };
Console.WriteLine(m.Amount + " " + m.Currency); // 9.99 USD

Возврат новых объектов вместо изменения существующих

Неизменяемые типы предоставляют операции «изменения» в виде методов, возвращающих новый экземпляр и оставляющих исходный без изменений.

using System;

class Point {
    public int X { get; init; }
    public int Y { get; init; }
    public Point Move(int dx, int dy) => new Point { X = X + dx, Y = Y + dy };
}

var a = new Point { X = 1, Y = 1 };
var b = a.Move(2, 3);
Console.WriteLine(a.X + "," + a.Y + " -> " + b.X + "," + b.Y); // 1,1 -> 3,4

Неизменяемые коллекции

Для полей-коллекций храните неизменяемую коллекцию или коллекцию только для чтения, чтобы её содержимое нельзя было изменить через объект.

using System;
using System.Collections.Immutable;

class Team {
    public ImmutableList<string> Members { get; init; } = ImmutableList<string>.Empty;
}

var t = new Team { Members = ["Ada", "Lin"] };
var t2 = new Team { Members = t.Members.Add("Sam") };
Console.WriteLine(t.Members.Count + " " + t2.Members.Count); // 2 3

Защитное копирование

Если необходимо принять изменяемую коллекцию, скопируйте её при передаче, чтобы внешние изменения не проникали внутрь объекта.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Snapshot {
    private readonly int[] data;
    public Snapshot(IEnumerable<int> source) => data = source.ToArray();
    public IReadOnlyList<int> Data => data;
}

var list = new List<int> { 1, 2, 3 };
var snap = new Snapshot(list);
list.Add(4); // does not affect snap
Console.WriteLine(snap.Data.Count); // 3

Равенство по значению

Для неизменяемых объектов часто требуется равенство по значению: два экземпляра с одинаковыми данными считаются равными. Записи предоставляют это автоматически, а для классов нужны переопределения.

using System;

record Coord(int X, int Y);

Console.WriteLine(new Coord(1, 2) == new Coord(1, 2)); // True

Потокобезопасность без дополнительных усилий

Поскольку неизменяемые объекты никогда не меняются, ими можно безопасно делиться между потоками без блокировок.

using System;

class ReadonlyConfig {
    public required string Env { get; init; }
}

var cfg = new ReadonlyConfig { Env = "prod" };
// safe to read from many threads without synchronization
Console.WriteLine(cfg.Env); // prod

Поля readonly и структуры

Используйте поля readonly и readonly struct, чтобы обеспечивать неизменяемость типов-значений на уровне поля.

using System;

readonly struct Vector {
    public readonly double X, Y;
    public Vector(double x, double y) { X = x; Y = y; }
    public double Length => Math.Sqrt(X * X + Y * Y);
}

Console.WriteLine(new Vector(3, 4).Length); // 5

Собираем всё вместе

Полностью неизменяемый тип, объединяющий required, init, равенство по значению и метод обновления без изменения исходного объекта.

using System;

record Account(string Id, decimal Balance) {
    public Account Deposit(decimal amount) => this with { Balance = Balance + amount };
}

var a = new Account("A1", 100m);
var b = a.Deposit(50m);
Console.WriteLine(a.Balance + " -> " + b.Balance); // 100 -> 150

Быстрая проверка

Проверьте принцип обновления без изменения исходного объекта.

Итоги

Вы изучили шаблоны создания неизменяемых объектов.

Используйте свойства только для чтения или init, а для обязательных данных — required.
Представляйте изменения как методы, возвращающие новые экземпляры.
Храните неизменяемые коллекции или коллекции, созданные защитным копированием.
Записи предоставляют равенство по значению и копирование с помощью with, а неизменяемость обеспечивает потокобезопасность.

Часто задаваемые вопросы

Урок «Шаблоны неизменяемых объектов» бесплатный?

Да — полный текст урока «Шаблоны неизменяемых объектов» бесплатно доступен здесь в веб-версии. Чтобы практиковать его интерактивно (встроенный редактор кода и ИИ-репетитор 24/7) и разблокировать остальной курс C# Academy, подпишись на CoddyKit PRO. Курс C# Academy содержит 4 уроков всего.

Чему я научусь в уроке «Шаблоны неизменяемых объектов»?

Проектируйте объекты, которые не меняются после создания. Ты практикуешь C# Academy с помощью реального кода, который запускаешь прямо в браузере, и ИИ-репетитор 24/7 отвечает на твои вопросы во время урока.

Нужен ли мне опыт, чтобы начать C# Academy?

Предыдущий опыт не требуется. C# Academy на CoddyKit структурирован для всех уровней — от новичков до продвинутых, поэтому ты можешь начать отсюда или с самого начала и учиться в своем темпе. Это урок 3 из 4.

Сколько времени занимает урок «Шаблоны неизменяемых объектов»?

Большинство уроков CoddyKit занимают около 5–10 минут. Каждый из них компактный и интерактивный, поэтому ты постоянно делаешь прогресс и продолжаешь с того же места в веб-версии и приложении.

Можно ли писать и запускать код в этом уроке C# Academy?

Да. Каждый урок C# Academy включает встроенный редактор кода, поэтому ты пишешь и запускаешь реальный код прямо в браузере и получаешь моментальную обратную связь от AI — локальная установка не требуется.

Все уроки этого курса

← Назад к C# Academy