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 that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

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