28

Очень часто в статьях по ООП встречается такое слово, как инвариант:

  • ...не позволяет модели обеспечивать собственные инварианты
  • убедиться в выполнении предусловия можно исходя из постусловий и инвариантов предшествующих вызовов
  • Это кстати называется принципом инварианта. собственно инкапсуляция и позволяет сохранять инвариант.
  • То есть независимо от одновременного количества потребителей, она будет сохранять свои инварианты и придерживаться контракта.
  • У каждого агрегата есть корень (Aggregate Root) и граница, внутри которой всегда должны быть удовлетворены инварианты.

Что имеется ввиду под этим термином? Как выглядят инварианты в коде?

Я нашёл описание термина "инвариант цикла":

Инвариант цикла – это соотношение, которое истинно перед циклом, истинно в процессе выполнения цикла и истинно при выходе из цикла. Все это описано у Дейкстры в книге «Дисциплина программирования», и детально разжевано у Гриса в книге «Наука программирования».

А хотелось бы понять, что понимают под инвариантом

  1. в программировании по контракту и
  2. чистом ООП (я так понял, это имеет отношение к инкапсуляции)

4 ответа 4

17

Инвариант в математике - это выражение которое сохраняет свое значение. В программировании инвариантом также называют предикат который всегда истинный.

Таким образом, инвариант объекта в ООП - это либо (чаще) условие которое остается истинным после вызова любых методов объекта в любой последовательности, либо (реже) выражение которое сохраняет свое значение после вызова любых методов.

В коде инварианты чаще всего никак не выражены, но иногда ставятся защитные проверки которые их проверяют.


Примеры инвариантов.

List<>: 0 ≤ _size ≤ _items.Length

List<>.Enumerator: list.version = const = version; есть защитная проверка

List<>.Enumerator: 0 ≤ index ≤ list._size+1

ArraySegment<>: Array = null && Offset = 0 && Count = 0 || Array != null && 0 ≤ Offset && 0 ≤ Count && Offset + Count ≤ Array.Length; этот инвариант представлен в коде в виде конструкции Contract.Assert

8

Инварианты в коде обычно выглядят:

  1. Как транзакции - какие то изменения, которые либо прошли целиком, либо целиком откатились.

  2. Как валидации перед сохранением - которые либо дали сохранить изменения, либо упали с ошибкой о некорректном состоянии.

  3. В целом, любое исключение может оказаться следствием поддержки инварианта - обеспечение целостности, частный случай - ObjectDisposedException.

  4. Функциональные программы часто инвариантны, т.к. не меняют состояние исходного объекта.

  5. Приватные поля объекта, которые может менять только сам объект, плюс каждый публичный метод меняет их из рабочего и согласованного состояния в рабочее и согласованное состояние.

7

Инвариант в объектно-ориентированном программировании — выражение, определяющее непротиворечивое внутреннее состояние объекта. (Википедия: Инвариант)

4
  • 1
    Как-то мало, чесслово. Примеры, как это выглядит в коде? Для чего нужно?
    – A K
    21 июл 2018 в 21:18
  • @AK примеры чего? Класса с непротиворечивым состоянием?
    – tym32167
    21 июл 2018 в 21:30
  • Я имел ввиду примеры выражений, но видимо (судя по последнему комментарию) тогда ещё и примеры классов с не/противоречивым состоянием. Ваш ответ не сильно прибавляет мне понимания, где, для чего и как использовать инварианты.
    – A K
    21 июл 2018 в 21:31
  • 3
    @AK из нельзя использовать. "объект сохранятет инвариант" означает "внутреннее состояние объекта остается непротиворечивым"
    – user177221
    21 июл 2018 в 21:49
1
<?php
declare(strict_types=1);
 
class Minute{
     
    private $seconds;
    
    public function __construct(int $value){
         if(!$this->invariant($value)){
             throw new Exception("Нарушен инвариант. 
             Значение должно быть не меньше 1 и не больше 59");
         }
         // Гарантия учтенных инвариантов !
         $this->seconds = $value;
    }
    
    public function invariant(int $value):bool{
         if ( 1 <= $value && $value <=59 ){
            return true;
         }
         return false;
    }
    
    public function addSecond(){
         if(!$this->invariant( $this->seconds+1)){
             throw new Exception("Нарушен инвариант. Минута переполнена");
         }
         // Гарантия учтенных инвариантов !
         $this->seconds++;
        // Нет необходимости проверять после этого метода инварианты
    }
    
    public function show(){
        // Гарантия учтенных инвариантов !
       
         echo $this->seconds;
       // Нет необходимости проверять до и после этого метода инварианты
    }

}
  
try{
    $minute = new Minute(58);
    $minute->addSecond();
    $minute->addSecond();
}catch(Exception $e){
    echo $e->getMessage();
}
1

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.