16、保持数据不改变：深入探讨C中的不可变数据结构

保持数据不改变：深入探讨C#中的不可变数据结构

1. 不可变数据的重要性

在现代编程中，数据的可变性常常被认为是理所当然的，但实际上，它会引发许多问题，特别是在并行编程环境中。当多个线程试图同时修改共享数据时，可能会导致竞态条件、死锁等问题。不可变数据结构通过禁止数据的修改，从根本上解决了这些问题。一旦数据被创建，它就不能再被改变，这不仅简化了并发编程，还提高了代码的安全性和可维护性。

不可变数据结构的核心思想是：数据一旦创建，就不能被修改。相反，任何对数据的修改都会创建一个新的数据结构，而原始数据保持不变。这种做法虽然看似浪费资源，但在许多情况下，特别是对于小规模的数据集，其带来的好处远远超过了潜在的性能开销。

示例：不可变数据结构在并行编程中的优势

假设我们有一个订单处理系统，其中包含多个线程处理订单。如果我们使用可变数据结构，那么在多个线程同时处理订单时，可能会出现数据不一致的问题。然而，如果使用不可变数据结构，每个线程都会创建一个新版本的数据，确保数据的一致性和安全性。

2. 实现不可变容器数据结构

不可变容器数据结构是不可变数据结构的核心组成部分。在C#中，我们可以实现多种不可变容器数据结构，如链表、队列、不平衡二叉树以及红黑树等。每种结构都有其独特的应用场景和实现方式。

2.1 链表

链表是一种常用的数据结构，用于存储有序的元素集合。在不可变链表中，任何对链表的修改都会创建一个新的链表，而原始链表保持不变。

实现步骤：

1. 创建一个不可变链表类 MyListStep1<T> 。