Знайомство з record і позиційним синтаксисом

1. Проблема передачі даних

Уявімо, що в нас є застосунок для школи, і потрібно передавати інформацію про студента між різними модулями: імʼя, рік народження, клас. Як ми зазвичай це робимо?

Створюємо клас на кшталт:

public class Student
{
    public string Name { get; set; }
    public int YearOfBirth { get; set; }
    public string Class { get; set; }
}

Виглядає звично. Та в цього підходу є кілька проблем:

• Щоб перевірити, чи два студенти рівні, за замовчуванням порівнюватиметься лише посилання на об’єкт. Тобто два студенти з однаковими полями, але різними об’єктами, — нерівні!
• Клас можна змінити після створення, що іноді призводить до помилок (особливо якщо об’єкт уже десь використовується);
• Багато шаблонного коду: конструктори, методи порівняння, копіювання (клонування), ToString.

І, мабуть, ви вже здогадалися: C# може позбавити нас цих турбот! Знайомтеся — record.

2. Що таке record?

record — це особливий тип у C#, який створили спеціально для зберігання даних. У запису (record) є дві ключові особливості:

1. Незмінність (immutability): об’єкти типу record за замовчуванням незмінні, тобто значення їхніх властивостей задають один раз під час створення й надалі не змінюють (сетери приватні). Можна оголошувати й змінювані записи, але типово — незмінність.
2. Порівняння за значенням: якщо два record-об’єкти мають однакові значення в усіх своїх полях, вони вважаються рівними (== і .Equals() працюють інакше!).

Насправді record — ідеальний варіант для передачі даних між шарами застосунку (наприклад, з БД до контролера, з контролера — до подання тощо).

3. Синтаксис record

Найпростіший спосіб — позиційний синтаксис

Коли потрібно просто передати набір значень, оголошуємо тип одним коротким рядком:

public record Student(string Name, int YearOfBirth, string Class);

Що відбувається під капотом? Компілятор сам згенерує для нас:

• автоматичні властивості лише для читання (з приватним сетером);
• конструктор, який приймає всі параметри;
• методи порівняння й копіювання;
• зручний ToString, який охайно форматує виведення!

Використання позиційного record

Спробуймо використати цей новий тип у нашому шкільному застосунку:

var student1 = new Student("Іван", 2008, "8А");
var student2 = new Student("Марія", 2008, "8Б");

Доступ до властивостей — як завжди (лише їх не можна змінювати):

Console.WriteLine($"{student1.Name}, {student1.YearOfBirth}, {student1.Class}");

Спроба змінити властивість після створення

student1.Name = "Петро"; // Помилка! Властивість лише для читання.

Якщо ви розкоментуєте цей рядок — компілятор одразу поскаржиться: неможливо встановити значення для властивості лише для читання.

Ось так виглядає автоматично згенерований ToString

Console.WriteLine(student1); // Виведе: Student { Name = Іван, YearOfBirth = 2008, Class = 8А }

Усе гарно й зрозуміло навіть без ручного форматування!

4. Порівняння record-об’єктів

Нагадаємо: якщо створити два різні об’єкти класичного класу з однаковими даними, вони все одно не будуть рівні:

var a = new Student("Іван", 2008, "8А");
var b = new Student("Іван", 2008, "8А");

Console.WriteLine(a == b); // Для класу: false

Якщо ж Student — це record, то рівність працює так, як ви й очікуєте:

public record Student(string Name, int YearOfBirth, string Class);

var a = new Student("Іван", 2008, "8А");
var b = new Student("Іван", 2008, "8А");

Console.WriteLine(a == b); // Для record: true!

Тобто два записи з однаковими полями вважаються рівними, навіть якщо це різні об’єкти в пам’яті.

5. Як це виглядає всередині

Часто дивує, скільки всього компілятор робить за нас у випадку з record. Для наочності порівняймо, який код довелося б писати вручну для класу, і що генерує record.

Старий добрий клас, написаний руками

public class Student
{
    public string Name { get; }
    public int YearOfBirth { get; }
    public string Class { get; }

    public Student(string name, int yearOfBirth, string @class)
    {
        Name = name;
        YearOfBirth = yearOfBirth;
        Class = @class; // @class — щоб уникнути конфлікту з ключовим словом
    }

    public override bool Equals(object? obj)
    {
        if (obj is not Student other) return false;
        return Name == other.Name && YearOfBirth == other.YearOfBirth && Class == other.Class;
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        return HashCode.Combine(Name, YearOfBirth, Class);
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"Student {{ Name = {Name}, YearOfBirth = {YearOfBirth}, Class = {Class} }}";
    }
}

Не дивно, що програмісти стають параноїками — доводиться по 10 разів писати одне й те саме!

Record — один рядок

public record Student(string Name, int YearOfBirth, string Class);

6. Record і незмінність: що можна, а що не можна

У record за замовчуванням властивості лише для читання, і це добре запобігає багатьом помилкам. Але якщо дуже потрібно (наприклад, ви працюєте зі старим API), можна оголосити й змінювані записи:

public record MutableStudent
{
    public string Name { get; set; }
    public int YearOfBirth { get; set; }
    public string Class { get; set; }
}

Тепер ці поля можна змінювати, але ви втрачаєте частину переваг (наприклад, безпеку).

7. Деструктуризація record

Оскільки позиційний синтаксис дуже схожий на кортежі, можна легко деструктуризувати запис:

var student = new Student("Іван", 2008, "8А");

var (name, year, className) = student;

Console.WriteLine($"{name} - {year}, {className}"); // Іван - 2008, 8А

Компілятор генерує метод Deconstruct для кожного позиційного record, і це полегшує роботу з LINQ, патернами switch та загалом спрощує роботу.

8. Record — це клас чи struct?

За замовчуванням record — це посилальний тип, як клас. Тобто всі особливості поведінки посилальних типів (зберігання в купі, копіювання посилання тощо) працюють звичайним чином.

Якщо потрібен тип значення (value type), то в C# і для цього є окрема форма — можна написати:

public record struct Point(int X, int Y);

Але для передавання даних майже завжди використовують класичну форму record, тобто посилальний тип. Детальніше про record struct — у найближчих лекціях :P

Порівняння class, struct, record

9. Особливості та типові помилки

Чимало новачків плутаються в нюансах використання record. Наприклад, іноді очікують, що зміна поля в одного об’єкта record змінить інший (як у класів із копіюванням посилання). Ні! Крім того, коли ви пишете with, памʼятайте, що завжди створюється копія, а не змінюється оригінал. Записи ідеально підходять для логіки, де ваш застосунок дбає про чистоту даних і передбачуваність.

Так, якщо ви оголосили властивості з init замість set, їх теж можна встановлювати лише під час створення або за допомогою with, але не пізніше.