理解值與引用[學習]

 

物件導向分析和設計需要區分對象的值語義與引用語義。 

我的一塊錢和你的一塊錢相等，這是值語義；

20歲的我和30歲的我是同一個人，這是引用語義。

 

值對象包括2大特徵：表示和運算。比如：3這個整數在電腦內部用二進位11表示，可以參與+,-,*,/等運算；

引用對象包括3大特徵：標識、狀態 和 行為。比如：person對象擁有不變的標識，並可通過行為改變狀態。

 

值對象的同一性建立在表示的基礎上，而引用對象的同一性建立在標識的基礎上。

值對象只能被動地參與運算，引用對象擁有主動的行為。

 

struct 和 class 是 OOP 語言為分別表達值語義和引用語義所提供的文法機制。 

C#中 struct 可以實現介面，可以定義方法；但從語義角度，對於 struct 類型的 DateTime 對象 today，today.AddDays(1) 的語義是today 和 1 參與 AddDays 運算得出一個新的日期值。

 

由於值對象的同一性建立在表示的基礎上，而引用對象的同一性建立在標識的基礎上。值對象從語義上是不可變的，而引用對象從語義上是不可拷貝的。但在 實際實現中由於效能考慮常常會用引用文法來實現值語義，比如：C# 的 string 是值語義，但卻是引用文法；類似的，flyweight 模式被共用的小對 象也是引用文法表達值語義。由於值語義的不可變性要求，用引用文法類比值語義常常會加上不可變的限制，比如：C# 的 string 對象在參與 + 運算本身並不 改變，而是產生一個新 string 對象作為結果。這種通過不可變引用文法來類比值語義的手段在不支援 struct 的 Java 中更加常用。而在 C++ 中，雖 然提供了 struct 和class，但二者在文法上都是值文法（可拷貝）；所以，在 C++ 中常常會為 class 加上不可拷貝的限制明確引用語義，強制使用指標或引用的方式使用對象。 

 

在使用上，值對象通常用於表示引用對象的某一屬性，比如：顏色RGB，字型類型，出生日期。

下面通過一個例子進一步體會值與引用的區別：

class Person{
    private DateTime m_birthday;
    public DateTime GetBirthday(){
         return m_birthday;

    }

}

實值型別的 m_birthday 對象是為了描述參考型別 Person 某一方面屬性的。

如果 DateTime 是 class，那麼 GetBirthday 只需要返回引用；

如果 DateTime 是 struct，那麼 GetBirthday 就是值拷貝。

 

從效能角度，返回引用優於值拷貝；但從設計角度，返回引用使得外部可以直接修改 Person 對象的內部狀態，破壞了封裝。

如果是 Java，由於不支援 struct，所以只能在引用文法的基礎上類比值語義，比如：返回一份 clone。

顯然，由於 C# 對 struct 的直接支援，一旦明確了 m_birthday 的值語義，那麼文法的支援直接而簡潔。

 

確定領域對象是值語義還是引用語義是分析設計階段的事情，其原則是基於值對象和引用對象的特徵。

而對於 struct 和 class 的選擇是實現階段的事情。

 

假如分析設計確定領域對象是引用語義，那麼文法選擇只有 class，不可能去選擇 struct ；

而如果領域對象是值語義，比如 dateTime 或 string，那麼文法選擇可以是 struct 也可以是 class。struct 是預設的選擇，即使由於效能原因選擇了class，還是需要像 string 一樣注意設計細節去表達值語義。我們提倡的是在明確領域對象的語義後，應該首選預設選項，即用struct 表示值，用 class 表示引用。預設不需要理由，不用預設才需要理由。

 

參考：

《冒號課堂--編程範式與OOP思想》

《Effective C#》

《領域驅動設計精簡版》

 

來源：http://www.cnblogs.com/weidagang2046/archive/2010/07/24/1784340.html