www.dntips.ir
مطالب ۳۶۹۴
نویسندگان ۲۷۶
گروه‌های مطالب ۱۰۲۴
نقشه‌های راه ۱۱۹
دوره‌ها ۱۴
اشتراک‌ها ۱۷۹۱۴
عنوان:

‫بررسی کلمات کلیدی Const و ReadOnly در سی شارپ


نویسنده: مهدی ملائیان
تاریخ: ۱۳۹۷/۰۲/۱۶ ۸:۱۵
آدرس: www.dntips.ir
تعریف: Constant فیلدی است که مقدار آن در زمان کامپایل (Compile time) مشخص می‌شود و این مقدار هیچگاه نمی‌تواند تغییر کند (ثابت است). از کلمه کلیدی (Keyword) ، const برای تعریف یک constant استفاده می‌شود.

  تعاریف اولیه :
Constant Field : فیلد ثابتی که مستقیما در یک Class و یا Struct تعریف می‌شود.
Constant Local : ثابتی که در بلاک‌های برنامه (بدنه یک تابع ، حلقه تکرار و ...) تعریف می‌شود.

همه‌ی انواع درون ساخت (Built in) در زبان #C مانند (انواع عددی، بولین، کاراکتر، رشته و نوع‌های شمارشی) و اشاره‌گرهای تهی (null reference) می‌توانند بصورت constant تعریف شوند. باید توجه داشت که عبارت تعریف و مقدار دهی یک constant (ثابت) باید بصورتی باشد که در زمان کامپایل کاملا قابل ارزیابی باشد.

جدول مقایسه‌ای بین Const و ReadOnly
Constant
 		ReadOnly
می‌تواند به Field‌ها و همچنین local‌‌ها اعمال شود. تنها به Field ها  اعمال می‌شود. 
مقدار دهی اولیه آن الزامی است. 
مقدار دهی اولیه می‌تواند هنگام تعریف و یا در درون سازنده انجام شود (در هیچ متد دیگری امکان پذیر نیست). 
 تخصیص حافظه انجام نمی‌شود و مقدار آن در کد‌های IL گنجانده می‌شود (توضیح در ادامه مطلب).   تخصیص حافظه بصورت داینامیک انجام می‌شود و می‌توانیم در زمان اجرا مقدار آن را بدست آوریم. 
 ثابت‌ها در #C بصورت پیش فرض از نوع static هستند. بدین معنا که از طریق نام کلاس  قابل دسترسی هستند.   تنها از طریق وهله سازی از یک کلاس قابل دسترسی هستند. 
 نوع‌های درون ساز (built in) و Null Reference ها  را می‌توان بصورت const تعریف کرد.
Boolean,Char, Byte, SByte, Int16, UInt16, Int32, UInt32, Int64, UInt64, Single, Double, Decimal , string.  		مشابه Constant ها
مقدار آن در طول عمر یک برنامه ثابت است.
  مقدار آن می‌تواند در هنگام فراخوانی سازنده برای وهله‌های مختلف متفاوت باشد.
فیلد‌های const را نمی‌توان بصورت پارامتر‌های out و ref استفاده کرد.
 فیلد‌های ReadOnly را می‌توان بصورت پارامتر‌های ref و out در درون سازنده استفاده کرد. 

نحوه تعریف یک constant :





همانطور که در تصویر مشاهده می‌کنید در کنار نماد انتخابی برای const‌ها یک قفل کوچک (نشان از غیرقابل تغییر بودن) قرار گرفته است .


مثالی از تعریف و رفتار Constant‌ها در #C : 
const int field_constant = 10;  //constant field
static void Main(string[] args)
{
    const int x = 10, y = 15;   //constant local :correct
    const int z = x + y;        //constant local : correct;
    const int a = x + GetVariableValue();//Error
}
public static int GetVariableValue()
{
    const int localx = 10;
    return 10;
}
در خطوط اول و دوم ارزش متغیر‌های x,y,z بدرستی محاسبه و ارزیابی شده‌است. اما در خط سوم تخصیص مقدار برای ثابت a به زمان اجرای برنامه موکول شده است. در نتیجه با بروز خطا مواجه می‌شویم .

فیلد‌های فقط خواندنی ReadOnly

در #C فقط Field‌‌ها را می‌توان بصورت ReadOnly  تعریف کرد. این فیلد‌ها یا در زمان تعریف و یا از طریق سازنده مقدار دهی می‌شوند.






بررسی تفاوت readonly و  const در سطح IL

برای مشاهده کدهای سطح میانی (IL Code) از ابزار خط فرمان Developer Command ویژوال استدیو 2017 و همچنین برنامه ILdasm استفاده شده است. همانطور که در جدول مقایسه‌ای بیان شد، برای constant field ها  تخصیص حافظه‌ای صورت نمی‌گیرد و مقادیر مستقیما در کد‌های IL گنجانده می‌شود.
مثال:  
 class Program
    {
        public const int numberOfDays = 7;
        public readonly double piValue = 3.14;

        static void Main(string[] args)
        {
            
        }
    }












اگر فایل Exe کد فوق را توسط نرم افزار IL Dasm مشاهده کنید، خواهید دید که مقدار ذخیره شده در numberOfDays در کد IL گنجانده شده است : 








ولی مقدار ذخیره شده در piValue در زمان اجرا قابل دسترسی می‌باشد.






مشکل Versioning فیلدهای const 
public const int numberOfDays = 7;
public readonly double piValue = 3.14;
اگر کد‌های فوق را به یک اسمبلی مجزا منتقل کنیم و از این کد‌ها در پروژه‌ای جدید استفاده کنیم، وضعیت Code ‌های IL به صورت زیر است:
کد برنامه اصلی که ارجاعی به اسمبلی جانبی دارد:
static void Main(string[] args)
{
   var readEx = new MyLib.TestClass();
   var readConstValue = MyLib.TestClass.numberOfDays;
   var readReadOnlyValue = readEx.piValue;
}
کد‌های IL :
.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // Code size 17 (0x11)
  .maxstack  1
  .locals init ([0] class [MyLib]MyLib.TestClass readEx,
  [1] int32 readConstValue,
  [2] float64 readOnlyValue)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  newobj   instance void [MyLib]MyLib.TestClass::.ctor()
  IL_0006:  stloc.0 //readEx
  IL_0007:  ldc.i4.7  //ارزش ذخیره شده در کد
  IL_0008:  stloc.1 //readConstValue
  IL_0009:  ldloc.0 //readEg
  IL_000a:  ldfld float64 [MyLib]MyLib.TestClass::piValue
  IL_000f:  stloc.2 //readReadOnlyValue
  IL_0010:  ret
} // end of method Program::Main
همانطور که می‌بینید ارزش ذخیره شده در کد IL، همان ارزشی است که در اسمبلی مجزا ذخیره شده است.
اگر در کتابخانه جانبی ارزش فیلد const را تغییر دهید و آن را مجدد کامپایل کنید، تا زمانیکه اسمبلی برنامه اصلی را کامپایل نکرده‌اید، همان ارزش قبلی در برنامه نمایش داده می‌شود.
برای غلبه بر این مشکل از فیلد‌های Static ReadOnly استفاده می‌کنیم.

مثال: 
public class ReadonlyStatic
{
  public static readonly string x = "Hi";
  public static readonly string y;
  public ReadonlyStatic()
  {
     //y = "Hello"; This is wrong
  }
  static ReadonlyStatic()
  {
    y = "Hello";
  }
}

اولین مشکلی که با استفاده از فیلد‌های Static ReadOnly حل می‌شود، مشکل  Versioning فیلد‌های Const است. بدین ترتیب دیگر نیازی به کامپایل مجدد برنامه مصرف کننده نیست .
نکته بعدی که در کد فوق نشان داده شده‌است، فیلد‌های static readOnly در زمان تعریف و یا تنها از طریق سازنده‌ی static می‌توانند مقدار دهی شوند.

مقایسه ReadOnly و Static  :
ReadOnly
 Static
 هم در زمان تعریف و هم از طریق سازنده می‌توان آن را مقدار دهی کرد.   در زمان تعریف و تنها از طریق سازنده static می‌توان آن را مقدار دهی کرد.
مقدار بر اساس مقادیری که در سازنده‌ها تعیین می‌شود متفاوت است.
 مقادیر بعد از مقدار دهی اولیه تغییر نمی‌کنند. 


چه زمانی از Const و چه زمانی از ReadOnly استفاده کنیم :

  • زمانی باید از Const استفاده کرد که مطمئن هستیم ارزش ذخیره شده در آن در طول عمر یک برنامه تغییر نمی‌کند. بطور مثال ذخیره تعداد روز هفته در یک فیلد از نوع Constant. اگر شک داریم که ممکن است این ارزش تغییر کند، می‌توانیم از حالت static readOnly برای غلبه بر مشکل Versioning استفاده کنیم.
  • از آنجائیکه مقادیر constant در کد‌های IL گنجانده می‌شوند، برای رسیدن به کارآیی بهتر، مقادیری را که در طول عمر یک برنامه تغییر نمی‌کنند، به صورت  const تعریف می‌کنیم.
  • هر زمان تصمیم داشتیم Constant هایی به ازای هر وهله از کلاس داشته باشیم از ReadOnly استفاده می‌کنیم. 
 
مطالب مشابه