在coders at work 一书中，作者问“如何在代码中使用不变量”。请解释一下这个问题的含义。
我看到了类不变量on wiki，但该示例是用 Java 编写的，我对 Java 的熟练程度不足以将这个示例与 C# 联系起来。 .NET 4.0 引入了不变性、协变和逆变，并且很好地解释了here. 不变性是如此广泛。作者对该词的使用似乎与单元测试有关。对于读过这本书的人来说，作者是什么意思？我们是在谈论做出假设并在单元测试之后简单地测试有效性吗？
【问题讨论】：
标签： c# java .net computer-science invariants
在这种情况下，不变量是指适用于参数的条件，并且在函数/方法的整个生命周期内保持为真。
来自wikipedia：
在计算机科学中，谓词被称为操作序列的不变量，前提是：如果谓词在序列开始之前为真，则在序列结束时为真。
在 .NET 中，可以使用 Code Contracts 检查/强制执行不变量。
【讨论】：
在此上下文中的含义与 C#4 中引入的泛型的 co 和 contra 方差无关，而是与您链接到的 wikipedia 文章具有相同的含义。在 C# 中，这可以是调试断言（即Debug.Assert(condition)）以及代码契约库。例如，ContractInvariantMethodAttribute 可以应用于断言类不变量的类中的方法：
[ContractInvariantMethod]
protected void ClassInvariant()
{
Contract.Invariant(someCondition);
}
【讨论】：
Wiki 中的那个例子是用 JML 实现不变量，这是一种非常具体的、奇异的、也许是经过深思熟虑的研究技术，但它根本不是主流。此外，它不仅在谈论不变量，而且只是谈论断言一个 mutator 做了预期的事情，当我想到不变量时，这不是我想到的。我没有读过 Coders at Work，但我怀疑 Coders at Work 中的任何人都使用过 JML。
无论如何，我一直认为不变量是“提前崩溃”的好方法，并且当实际上程序状态处于不合理（计划外）状态时，您的代码不会尝试做合理的事情。
C# 代码中不变量的一个很好的例子可能是永远不要将一个对象提供给 N-Hibernate 进行保存，除非该对象已经传递了它的不变量，其中应该有很多以防止无意义的数据进入数据库。让我们看看我是否能想到任何其他的例子......
假设您有一个 User 类，它是 总是应该有一个主要的 电子邮件地址属性，然后是不变量 在保存之前检查可能是 确保电子邮件地址字段不为空。 否则，其他应用程序逻辑 沿着假设的道路 所有人的电子邮件地址都存在 用户在尝试时可能会搞砸 稍后向用户发送电子邮件。
进一步假设一个用户对象 “有很多”电子邮件对象，并假设 这对一个人来说没有任何意义 电子邮件在没有拥有用户的情况下存在，然后 电子邮件类的不变量 可能是为了确保电子邮件的引用 它的用户总是不为空，否则 你有一个孤立的电子邮件对象 可能导致空指针异常 当您尝试提及电子邮件的所有者时。
假设您正在编写一个 GUI， 应该呈现状态 在传统的 Amazon S3 对象 WPF 表单。形式上的不变量 可能是为了确保表格 正确绑定到其对象 在执行任何事件处理程序之前 在那个表格上。
假设您正在编写 StackOverflow。 这里的一个不变量可能是确保用户的 声誉水平永远不会是负面的，即使 如果用户正在接受声誉惩罚。 负面声誉可能会破裂 那些将体验呈现为的漂亮图表 时间的函数（除非准备好这些图表 在 0 y 轴下方绘制线条，它们 很可能……）。
至于何时检查不变量，您可以在任何改变数据状态的方法的末尾执行此操作。在防御性编程的最激进和最偏执的水平上，您可以在所有方法之前和之后检查不变量。
【讨论】：
不变这个词并不意味着在某些条件下某些东西不会改变。有许多不同种类的不变量。例如，在物理学中，光速在洛伦兹变换下是不变的，即如果您更改为参考系，它不会改变。在编程中也有很多种不变量。有些类不变量在对象的生命周期内不会改变，方法不变量在函数的生命周期内不会改变，...
类不变量是在该类的实例中始终（至少在可公开观察的时间）为真的东西。
这与协方差/逆变方差无关。 Co-/Contra-variance 描述了哪些类型可以替换为具有不同（通用）参数或返回类型的其他类型。虽然您可以将某些东西称为不变量，因为它不支持协方差/反方差，但这是一种与类或方法不变量完全不同的不变量。
例如，某种集合可能具有以下不变量：
有了这个类：
class MyCollection<T>
{
private T[] data;
private int size;
public MyCollection()
{
data=new T[4];
}
public int Size{get{return size;}}
public int Capacity{get{return data.Length;}}
[ContractInvariantMethod]
protected void ClassInvariant()
{
Contract.Invariant(data != null);
Contract.Invariant(Size >= 0);
Contract.Invariant(Capacity >= 0);
Contract.Invariant(Size < Capacity);
}
}
几乎每个类都有一些不变量，但不是每个人都强制执行它们。 .net 4 添加了一种使用代码协定记录和断言它们的好方法。
【讨论】：