理解值与引用[学习]

面向对象分析和设计需要区分对象的值语义与引用语义。

我的一块钱和你的一块钱相等，这是值语义；

20岁的我和30岁的我是同一个人，这是引用语义。

值对象包括2大特征：表示和运算。比如：3这个整数在计算机内部用二进制11表示，可以参与+,-,*,/等运算；

引用对象包括3大特征：标识、状态 和 行为。比如：person对象拥有不变的标识，并可通过行为改变状态。

值对象的同一性建立在表示的基础上，而引用对象的同一性建立在标识的基础上。

值对象只能被动地参与运算，引用对象拥有主动的行为。

struct 和 class 是 OOP 语言为分别表达值语义和引用语义所提供的语法机制。

C#中 struct 可以实现接口，可以定义方法；但从语义角度，对于 struct 类型的 DateTime 对象 today，today.AddDays(1) 的语义是today 和 1 参与 AddDays 运算得出一个新的日期值。

由于值对象的同一性建立在表示的基础上，而引用对象的同一性建立在标识的基础上。值对象从语义上是不可变的，而引用对象从语义上是不可拷贝的。但在 实际实现中由于性能考虑常常会用引用语法来实现值语义，比如：C# 的 string 是值语义，但却是引用语法；类似的，flyweight 模式被共享的小对 象也是引用语法表达值语义。由于值语义的不可变性要求，用引用语法模拟值语义常常会加上不可变的限制，比如：C# 的 string 对象在参与 + 运算本身并不 改变，而是产生一个新 string 对象作为结果。这种通过不可变引用语法来模拟值语义的手段在不支持 struct 的 Java 中更加常用。而在 C++ 中，虽 然提供了 struct 和class，但二者在语法上都是值语法（可拷贝）；所以，在 C++ 中常常会为 class 加上不可拷贝的限制明确引用语义，强制使用指针或引用的方式使用对象。

在使用上，值对象通常用于表示引用对象的某一属性，比如：颜色RGB，字体类型，出生日期。

下面通过一个例子进一步体会值与引用的区别：

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

值类型的 m_birthday 对象是为了描述引用类型 Person 某一方面属性的。

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

如果 DateTime 是 struct，那么 GetBirthday 就是值拷贝。

从性能角度，返回引用优于值拷贝；但从设计角度，返回引用使得外部可以直接修改 Person 对象的内部状态，破坏了封装。

如果是 Java，由于不支持 struct，所以只能在引用语法的基础上模拟值语义，比如：返回一份 clone。

显然，由于 C# 对 struct 的直接支持，一旦明确了 m_birthday 的值语义，那么语法的支持直接而简洁。

确定领域对象是值语义还是引用语义是分析设计阶段的事情，其原则是基于值对象和引用对象的特征。

而对于 struct 和 class 的选择是实现阶段的事情。

假如分析设计确定领域对象是引用语义，那么语法选择只有 class，不可能去选择 struct ；

而如果领域对象是值语义，比如 dateTime 或 string，那么语法选择可以是 struct 也可以是 class。struct 是默认的选择，即使由于性能原因选择了class，还是需要像 string 一样注意设计细节去表达值语义。我们提倡的是在明确领域对象的语义后，应该首选默认选项，即用struct 表示值，用 class 表示引用。默认不需要理由，不用默认才需要理由。

参考：

《冒号课堂--编程范式与OOP思想》

《Effective C#》

《领域驱动设计精简版》

本文转自钢钢博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2010/07/29/1787580.html，如需转载请自行联系原作者