Variável X valor
Os valores podem ser mutáveis ou imutáveis, variáveis que contém valores são sempre, por definição, mutáveis. Variável remete a algo que varia, que muda, que é mutável.
É comum quem escreve sobre o assunto usar uma linguagem mais solta e não tão acadêmica, o que pode levar a um entendimento errado mesmo. Você tem razão na dúvida. É raro quem escreve com todos os detalhes especificados da forma mais correta possível nestes casos. E foi o que eu fiz lá na pergunta. Por isso cabe esta nova pergunta. Então se alguém diz "a variável x é imutável", leia "o conteúdo da variável x é imutável".
Constantes
Assim como uma constante, por definição, é imutável. Gostaria de dizer que os valores da constante também são sempre imutáveis. Em C# eles são, mas algumas linguagens conseguiram deixar uma constante ter o valor mutável. É um erro conceitual que o C# não cometeu.
Pelo menos o C# deixa claro que PI
e o MaxValue
do tipo int
são constantes. Enquanto que MaxThreads
e PercentualDeDesconto
são readonly
, ou seja, eles não mudam durante toda a execução de uma instância da aplicação, mas pode mudar de uma execução para outra, ou de uma versão para outra. Existem algumas outras diferenças que não vem ao caso agora.
É altamente recomendado que struct
s tenham seus valores imutáveis. Isso está na documentação do C#. É muito estranho ter um objeto por valor que seja mutável. Tecnicamente é possível porque pode existir alguma situação que isto seja realmente útil e correto.
Class
es costumam ser mutáveis. Mas não precisam ser. O maior exemplo é a string
que é um tipo por referência mas que tem semântica de valor, ou seja, seu valor é imutável.
Mas como? Eu posso mudar o valor de uma string
. Eu posso fazer:
var s = "teste";
s = "mudei";
Houve uma mudança no valor da variável e não do valor da string. Você não trocou o texto, você criou um novo texto e mudou a referência (que está na variável) para este novo texto.
Exemplo de imutabilidade
Veja esta struct
:
struct Point {
public float X;
public float Y;
}
Ela é mutável. Não deveria. Por que?
Você pode mudar o valor de X e de Y independentemente. Você está mudando o valor em si e não a variável. E uma struct
não deveria permitir isso.
Não é estranho mudar uma parte do ponto sem que ele seja outro ponto?
struct Point {
private int x;
private int y;
public Point(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
Já muda tudo. A única forma de mudar um valor da variável é mudar completamente o valor contido nela. Neste caso você cria um novo valor e aloca na variável, você não muda o valor alocado nela. Seu uso seria:
var p = new Point(2, 5);
// p.x = 7; seria um erro, você nem consegue acessar os membros individualmente.
p = new Point(7, 5);
Percebeu que não pode mudar só um membro do valor? Tem que criar um novo valor e associar esse novo valor com a variável. Isso é imutabilidade.
Você muda não só o valor, você muda a identidade dele. O ponto cartesiano 2, 5 é diferente do ponto 7, 5, não é o mesmo ponto com uma característica diferente.
Note que se adicionar propriedades públicas para acessar os membros x
e y
não causam problema. Mas se permitir atribuir valores para eles, você cai no mesmo problema que o exemplo anterior de Point
. Então poderia criar uma propriedade apenas com get
.
Exemplo de mutabilidade
Agora veja este código:
struct Pessoa {
public string nome;
public int idade;
public Decimal salario;
public DateTime CadastradaEm;
}
public class Exemplo {
static void Main() {
Pessoa p;
p.nome = "João";
p.idade = 18;
Console.WriteLine("{0} tem {1} anos", p.nome, p.idade);
p.idade = 20;
Console.WriteLine("{0} tem {1} anos", p.nome, p.idade);
}
}
Outro problema
Deixando de lado que isto está expondo campos para acesso direto externo (é só um exemplo simplificado, não preciso seguir as tais das "boas práticas" aqui), qual o problema deste código?
Se isto é uma struct
deveria ser imutável mas este não é o erro. Do jeito que está, é claramente um objeto mutável, você pode mudar os membros individualmente. Nenhum problema. Isso provavelmente é o que você quer neste caso.
Se essa estrutura tem vários campos, ela fica muito grande. Objetos grandes não ficam bem em uma struct
. Afinal struct
s são copiadas por valor. Cópias de objetos grandes são ineficientes. Então já temos dois motivos, ineficiência e mutabilidade para dizer que isto deveria ser uma classe. O erro foi definir esta estrutura como struct
ao invés class
. Mais detalhes nesta pergunta.
Identidade
Neste exemplo acima apesar de mudar a idade da pessoa, a pessoa é a mesma, a identidade do objeto é o mesmo, portanto o objeto é mutável. Características do objeto podem ser mudados sem que o objeto se torne outra coisa. Mesmo que você mude o nome de "João" para "Maria" (muito comum hoje em dia :) ) ainda seria a mesma pessoa. Um nome pode ser trocado por vários fatores, como erro de digitação ou mudança de estado civil, só para citar os mais comuns.
Quando você usa o código:
var i = 0;
i = 5;
Semanticamente é o mesmo que dizer:
var i = new Int32(0);
i = new Int32(5);
Int32
é a tal struct
que equivale ao int
. Note que cada alteração do valor, você está criando um novo objeto, com identidade equivalente. Por acaso está sendo "guardado" no mesmo local, está substituindo o valor anterior, mas não só a variável mudou, mas o seu valor como um todo mudou.
Então no exemplo:
int i = 0;
i++;
é o mesmo que:
int i = default(Int32); //só para mostrar outra forma de interpretar a mesma coisa
i = new Int32(i + 1);
Não quer dizer que o compilador interpreta exatamente assim, mas é uma forma que ajuda entender.
Note que o valor de i
está sendo mudado como um todo, conforme a definição que eu dei acima.
Em C# 7 é possível usar readonly struct
que favorece a imutabilidade.
Em C# 9 fica mais fácil adotá-la com o init
nas propriedades.
Conclusão
Parece estranho à primeira vista, mas se olhar a variável em si e seu valor como coisas distintas fica fácil entender que o valor nunca muda, ele é trocado por outro.
A forma mais fácil de entender imutabilidade é olhar se a mudança pode ocorrer em partes do objeto (campos, propriedades, elementos de um array, etc.) ou se pode ocorrer apenas no seu todo.
Imutabilidade não precisa se encaixar em nenhuma definição estrita a orientação a objetos. É um conceito aplicado para qualquer paradigma.
O assunto é bem vasto e é algo que poucos entendem corretamente. Eu acho que não entendo tudo corretamente. Mas aqui já tem uma parte importante sobre ele.
Mais informações (a pergunta é sobre Java, mas a ideia é a mesma).
Exercício
Responda se um telefone que tem o DDD (código de área) e o número em si, pode trocar seu DDD e permanecer com a mesma identidade? E ele pode trocar de operadora e manter a sua identidade?
Se você criar uma variável (do tipo) int
com valor 0 e depois atribuir o valor 0 nela, ela mudou a identidade?
Respostas no comentário abaixo
Coloquei no GitHub para referência futura.