先從一個小故事開始

我記得我剛開始學C#的時候，先碰到了迴圈，假設有一個數列，我希望將數列中的每一項加1：

var array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
    array[i] = array[i] + 1;
}

後來我學到了foreach，所以上面這段程式碼就變成了

foreach(var item in array)
{
		item = item + 1;
}

然後程式就壞掉了……….

關於不可變性(immutable)

在FP的世界裡，大多的變數都是不可變的，你可能覺得很奇怪，如果不可變的話到底要怎麼寫程式呢？就以昨天的例子來說Stack本身就是可變的阿？其實在C#裡面，你可能比你想像中的更常使用不可變的變數，應該說，不可變的資料。回到上面的程式碼，如果你用的IDE很聰明，通常會告訴你這段程式碼有問題，item是immutable的，到底是因為它是immutable的所以不可變？還是因為它不可變才會被叫immutable呢？實際上在foreach裡面，你可以改變變數的參考，但是不能改變變數本身。

如果變數都是不可變的，這樣要怎麼設計程式呢，其實很簡單，讓每次的操作都回傳一個新的物件就好了阿，其實我們經常使用的Linq就是這麼處裡的

var rawList = Enumerable.Range(1, 10).ToArray();
var list = rawList.Where(x => x > 5);
Console.WriteLine(rawList.Length); 
// 10
Console.WriteLine(list.Count());  
// 5

where並沒有改變原來的rawList，而是回傳了一個新的結果給list。回傳一個新的結果有多麼重要呢？我們可以看一下下面的範例

var list = Enumerable.Range(-10000, 20001).Reverse().ToList();
var immutableList = list.ToImmutalbeList();

var sum = () => Console.WriteLine(list.Sum());
var sort = () => list.Sort();

Parallel.Invoke(sum,sort);
// 28894511

var _sum = () => Console.WriteLine(immutalbeList);
var order = () => immutableList.OrderBy();
//  不可變集合無法使用sort
Parallel.Invoke(_sum,order)
// 0

理論上list.Sum()的結果應該是0，但上面的程式每次跑出來的結果都會不一樣，因為Sort方法是對原本的數列做排序，而Sum則是將list從頭遍歷一次加總，當這兩個動作平行化進行的時候，就會發生Sort移動了Sum還沒有計算的值，導致最後加總的結果異常，如果改用Linq中的OrderBy，因為沒有修改到原來的list，所以平行化排序跟加總出來結果就不會有問題。

我覺得以FP的觀點，其實不是變數不可變，而是函數在操作上不會去修改原始的資料，畢竟定義域與值域概念上本來就是兩個不同的集合，而不可變性帶來的好處就是能夠避免意料之外的情況，尤其在有競爭行為的時候最害怕的就是同時改到相同的資料。

小結

今天初步講到了不可變性，如果能夠避免變數被更改，就能夠減少競爭行為導致的意外。在C#中其實經常使用到不可變的資料，也就是我們常用的Linq。等等，說到不可變的資料？那昨天範例裡面的stack是怎麼回事？明天我們就來聊聊這件事吧！