Records

8.10. Records

У більшості програм існують об'єкти двох принципово різних призначень. Одні — сутності з ідентичністю: конкретний пацієнт, конкретний лікар. Їх ідентифікують не за значеннями полів, а за посиланням на конкретний об'єкт у пам'яті. Два різні пацієнти з однаковим іменем — це різні люди. Для таких об'єктів добре підходить звичайний клас з посилальною рівністю.

Інші — контейнери значень (value objects): діагноз, дата прийому, результат аналізу, адреса, медичний запис. Тут два об'єкти з однаковим вмістом семантично рівні. «Діагноз "гіпертонія"» і ще один «діагноз "гіпертонія"» — це одне й те саме. Для таких об'єктів ми хочемо структурну рівність (як у string) і незмінність після створення. Раніше для цього доводилось вручну перевизначати Equals, GetHashCode, ToString та реалізовувати operator ==. Records (C# 9) вирішують цю задачу: компілятор генерує весь цей код автоматично.

Що компілятор генерує автоматично

Один рядок позиційного record:

public record Patient(string Name, int Age);

замінює близько 50 рядків класу з усіма необхідними членами.

Конструктор — приймає всі параметри позиційного запису.

init-властивості — автоматично генеруються з readonly-семантикою: public string Name { get; init; }. Встановити можна тільки при конструюванні або в ініціалізаторі об'єкта — після цього значення зафіксоване.

Структурна рівність — Equals, ==, != порівнюють за значеннями всіх властивостей, а не за посиланням.

GetHashCode — генерується на основі значень властивостей, узгоджений з Equals.

ToString — виводить Patient { Name = Іван, Age = 45 } — зручно для логування та діагностики.

Deconstruct — дозволяє декомпозицію var (name, age) = patient;.

<Clone>() — внутрішній метод для підтримки оператора with.

Модифікатор init

init — це особливий тип сеттера, введений у C# 9. Властивість з init можна встановити тільки в двох місцях:

• у конструкторі;
• в ініціалізаторі об'єкта (new Patient { Name = "Іван" }).

Після виходу з конструктора або ініціалізатора значення «замерзає» — будь-яка подальша спроба присвоєння спричиняє помилку компіляції. Це принципово відрізняється від set (можна змінити будь-коли) і від readonly-поля (можна встановити тільки в конструкторі, але не в ініціалізаторі).

public record Patient
{
    public string Name { get; init; } = "";
    public int Age    { get; init; }
}

var p = new Patient { Name = "Іван", Age = 45 }; // OK — ініціалізатор
p.Name = "Марія"; // помилка компіляції — init вже завершено

Синтаксис: повний та позиційний

Повний синтаксис — схожий на клас, але з ключовим словом record:

public record Patient
{
    public string Name { get; init; }
    public int Age     { get; init; }

    public Patient(string name, int age)
    {
        Name = name;
        Age = age;
    }
}

Позиційний синтаксис — вся інформація в одному рядку:

public record Patient(string Name, int Age);

Компілятор сам створює конструктор, init-властивості та Deconstruct. Позиційний синтаксис — це не скорочення повного, це повноцінна альтернатива. Якщо потрібні додаткові члени — їх можна дописати у тілі:

public record Patient(string Name, int Age)
{
    public bool IsAdult => Age >= 18;
    public string Diagnosis { get; set; } = ""; // звичайна мутабельна властивість
}

Оператор with

with — оператор немутабельного оновлення. Він створює копію record зі зміненими вказаними властивостями:

var original = new Patient("Іван Петренко", 45);
var updated  = original with { Age = 46 }; // новий об'єкт; Name = "Іван Петренко"

original при цьому не змінюється. Це ключова особливість: замість того, щоб мутувати об'єкт, ми отримуємо новий з оновленими даними. Такий підхід — «незмінні дані + нові версії» — є основою функціонального програмування і безпечний при роботі з кількома потоками.

Внутрішньо with викликає <Clone>() і потім встановлює init-властивості через ініціалізатор. Оператор with працює тільки з record — для звичайних класів він недоступний.

Структурна рівність

Для record компілятор генерує рівність за значеннями, а не за посиланням. Два різні об'єкти з однаковими даними рівні:

Порівняємо з класом:

Успадкування records

Record-класи можна успадковувати так само, як звичайні класи. Але є важлива деталь: при рівності враховується фактичний тип об'єкта. Компілятор генерує захищену властивість EqualityContract, яка повертає typeof(Patient), typeof(Doctor) тощо. При порівнянні типи повинні збігатися.

EqualityContract — це зв'язуюча ланка, яка гарантує: Person { Name="Tom", Age=37 } та Employee { Name="Tom", Age=37 } не рівні навіть при однакових значеннях полів. Це правильна поведінка: різні типи — різна ідентичність.

record struct vs record class

Починаючи з C# 10, кортежний тип record можна визначити і як структуру:

public record struct BloodPressure(int Systolic, int Diastolic);

Ключова відмінність від record class:

Характеристика	record class	record struct	readonly record struct
Тип даних	reference (heap)	value (stack)	value (stack)
Null	може бути null	ні	ні
Mутабельність (позиційні)	init — immutable	set — mutable	init — immutable
Успадкування	так	ні	ні
with	так	так	так
Структурна рівність	так	так	так

Важлива різниця: для позиційного record struct компілятор генерує звичайні set-сеттери (мутабельні), а для record class — init-сеттери (immutable). Щоб зробити record struct незмінним, потрібне readonly:

public readonly record struct BloodPressure(int Systolic, int Diastolic);

record struct доречний для невеликих value objects, які часто копіюються: точки, координати, вимірювання — там де value type дає виграш у продуктивності.

Підсумкова таблиця: record vs інші підходи

	record	Анонімний тип	Кортеж	Клас
Іменований тип	✓	✗	✓ (частково)	✓
Передача між методами	✓	✗ (тільки object)	✓	✓
Структурна рівність	✓ (авто)	✓ (авто)	✓ (авто)	✗ (потрібно визначити)
Immutable	✓ (init)	✓	✗ (мутабельні)	✓ (потрібно визначити)
with	✓	✗	✗	✗
Успадкування	✓ (class)	✗	✗	✓
ToString (стан)	✓ (авто)	✓ (авто)	✓ (авто)	✗ (потрібно визначити)
Boilerplate	мінімальний	немає	немає	максимальний

Records — ідеальний інструмент для DTO (Data Transfer Objects), value objects у доменній моделі, результатів запитів, конфігураційних об'єктів: скрізь, де об'єкт несе дані і ідентифікується за своїм вмістом, а не за посиланням на конкретний екземпляр.