d玩转不变

原创

fqbqrr 2022-08-07 00:03:10 博主文章分类：dlang ©著作权

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领域驱动设计

把值对象视为不变的.使无副作用函数,不依赖可变状态.
域事件一般不变,不应修改域代码操作的数据,相反,总是返回新数据.
大量使用UFCS域链来限制使用内存.
最好静态保证!

想用不变,传统上:

struct ArrayContainer
{
    @ConstRead
    private int[] array_;
    ...
    mixin(GenerateFieldAccessors);
}

但,基于模板:构建慢,内存使用率高.脆弱,对编译器更改敏感,不可传递:需要array_的潜在副本

想要:

immutable struct ArrayContainer
{
    int[] array;
}

但不能用不变!
● 想使用不变数据类型.
● 想使用区间.
● 还使用了很多关联数组.
● 但是不变数据类型打破了许多区间,并且不适合关联数组!

immutable struct S { int i; }
...
auto list = [S(2), S(4), S(3)];

错误,不能修改....不能用不变.

immutable struct S { int i; }
 ...
 auto list = [S(2), S(4), S(3)];
 assert(list.maxElement!"a.i"== S(4);
//错误!无法修改.

为何?如下,很明显应工作:

T fun(T)(T arg1, T arg2) {
      T result = arg1;
      result = arg2;
      return result;
 }

不能用Unqual!

T fun(T)(T foo, T bar) { Unqual!T result = foo; result = bar; return result; }

Unqual,只是去掉最外层的限定符.字段,仍然是不变的.

immutable struct S { int i; }
  void main() {
      Unqual!S s;
       static assert(!is(typeof(s) == S));
       s = S(5);
  }
//错误!

如果覆盖不变,会怎样?

immutable struct S {
    int field;
}

void genericFun(T)(T first, T second) {
    auto store = first;
    immutable int* ptr = &store.field;
    int firstField = *ptr;
    store = second; // 危险!
    int secondField = *ptr;
    // 失败!
    assert(firstField == secondField);
    // 观察到了不变指针改变它的值,全部丢失,等等
}

问题,是不能修改不变字段.观察不变引用,改变了不变的值.用头可变来放松常系统?

struct Turducken(T) {
    Turkey store;
    struct Turkey {
        Duck duck;
    }
    union Duck {
        Chicken chicken;
    }
    alias Chicken = T;//`T`封装在`联`中的`构`中
//即使T有不变成员.
}

因为是联,所以不调用析构器.
因为是结构体,所以,即使T有不变商店,也可用std.algorithm.mutation.moveEmplace().
可以控制生命期.故意的.
缺点是,未来可能会改变.

如何写头可变

align(T.alignof)
struct HeadMut(T) {
     void[T.sizeof] data;
}

精确扫描的GC问题:始终按指针对待void[n].
想要DeepUnqual.用DeepUnqual来帮助.
rebindable.DeepUnqual,为每个D数据类型定义等效类型.可变指针在一堆.不变指针在另一堆.其他,都不一样.

DeepUnqual!T精确GC,扫描扫描T的字段.相同大小,相同对齐(中性),同它工作,是深度不安全!你要转换一切.
置(T)==>重绑定(T)(神秘)==>T 取().

如何保存T,如何取T?

Rebindable value;
value.set(S(5));
assert(value.get == S(5));
//即使S为不变.

但,安全吗?

是秘密吗?安全吗?
● 只要T是秘密的,它就是安全的.
● D不变混合了内存不变性和可观察性.
● 只要未观察到变化.就不在乎值是否变化.
● Rebindable!T是包装T.
● 不能按T形式取包含数据的引用,因为get按值返回.
● 由于DeepUnqual,存储的数据是可变的,因此可以改变Rebindable!T.从不改变未声明为可变的内存.
● 并且内存自身未按不变公开,而是返回不变的值副本.

虽然数据存储在Rebindable中,但它是可变化的,但每次变化都必须是从有效状态到有效状态,无法在变化过程中抓到它.
● 弱点:T不能依赖由构造函数或者复制构造函数创建的每个地址.
● 如果复制构造函数到处搞乱字段地址,就会中断.

还有:Nullable, rebindable.Nullable工具.

Nullable!(const int) ni;
assert(ni.isNull);
ni = 5;
assert(!ni.isNull && ni.get == 5);
ni.nullify;
assert(ni.isNull);

不变安全的关联数组,rebindable.AssocArray

AssocArray!(int, S) assocArray;
assocArray[0] = S([5]);
assocArray[0] = S([6]);
assert(assocArray[0] == S([6]));

建议:可引用性是万恶之源.
● immutable是不是太强大了?应该可覆盖不变字段吗?
● 否:不变太弱了!
● 问题是可观察到不变字段的变化.
● 默认,可&i并取得i的永久视图:&i是immutable(int)*,但可能改变值!
● 什么比不变更强大?右值!

右值:只能出现在右边的,就叫右值.

假设右值结构{}可比不变结构更强大,但仍可通过分配新值来覆盖!
右值构是纯数据结构:不取字段地址,不引用字段,不直接分配字段.

为什么?这样,就不必害怕突变,因为没有人能抓住我们.
● 如果只赋值新构建的T值,则不会破坏不变性.
● 纯右值比不变更强:它是不可引用的,因此是不可观察的.
● 事实上,它没有内存:它仅是数据,不保存在内存中.
● 可读取它的值,但不能远程观察它的字段,因为它是旧数据.

实际可行建议:彻底删除不变结构字段.
为什么Unqual!T不起作用?为什么Unqual!T不应工作?
标准库假定Unqual!T造头可变.
结构内部可隐藏不变字段,创建独立的不变补丁.

immutable struct S
{
  //实际上,仅能通过`不变本`访问immutable(int)[]
  int[] a;
}

Unqual已为构外类型创建头可变值.
字段实际上总是头可变的,immutable(T)仅为T var设置默认值.

实际上,不变使每个字段为Unqual!(immutable T).
直接访问可变(T.field)字段,先隐式转为不变,如果不能,则是错误.
这保留了常,保留了不变,不需要访问器.

但允许在数据结构中,通过Unqual!T使用任何T.效果:Unqual!T==HeadMutable!T,总是.但未完全解决类的头可变问题.(immutable(Object)不会隐式转换到Object.).但是在域代码中,不会使用类.:-)无论如何,存在std.typecons.Rebindable.

代码位置