Текст книги "C# 4.0: полное руководство"
Автор книги: Герберт Шилдт
Жанр:
Программирование
сообщить о нарушении
Текущая страница: 37 (всего у книги 83 страниц)
Анонимный метод – один из способов создания безымянного блока кода, связанного с конкретным экземпляром делегата. Для создания анонимного метода достаточно указать кодовый блок после ключевого слова delegate. Покажем, как это делается, на конкретном примере. В приведенной ниже программе анонимный метод служит для подсчета от 0 до 5.
// Продемонстрировать применение анонимного метода.
using System;
// Объявить тип делегата,
delegate void CountIt();
class AnonMethDemo {
static void Main() {
// Далее следует код для подсчета чисел, передаваемый делегату
// в качестве анонимного метода.
CountIt count = delegate {
// Этот кодовый блок передается делегату,
for (int i=0; i <= 5; i++)
Console.WriteLine(i) ;
}; // обратите внимание на точку с запятой
count();
}
}
В данной программе сначала объявляется тип делегата CountIt без параметров и с возвращаемым типом void. Далее в методе Main() создается экземпляр count делегата CountIt, которому передается кодовый блок, следующий после ключевого слова delegate. Именно этот кодовый блок и является анонимным методом, который будет выполняться при обращении к делегату count. Обратите внимание на то, что после кодового блока следует точка с запятой, фактически завершающая оператор объявления. Ниже приведен результат выполнения данной программы.
0
1
2
3
4
5
Передача аргументов анонимному методу
Анонимному методу можно передать один или несколько аргументов. Для этого достаточно указать в скобках список параметров после ключевого слова delegate, а при обращении к экземпляру делегата – передать ему соответствующие аргументы. В качестве примера ниже приведен вариант предыдущей программы, измененный с целью передать в качестве аргумента конечное значение для подсчета.
// Продемонстрировать применение анонимного метода, принимающего аргумент,
using System;
// Обратите внимание на то, что теперь у делегата Countlt имеется параметр,
delegate void CountIt(int end);
class AnonMethDemo2 {
static void Main() {
// Здесь конечное значение для подсчета передается анонимному методу.
CountIt count = delegate(int end) {
for(int i=0; i <= end; i++)
Console.WriteLine(i);
};
count(3);
Console.WriteLine();
count(5);
}
}
В этом варианте программы делегат CountIt принимает целочисленный аргумент. Обратите внимание на то, что при создании анонимного метода список параметров указывается после ключевого слова delegate. Параметр end становится доступным для кода в анонимном методе таким же образом, как и при создании именованного метода. Ниже приведен результат выполнения данной программы.
0
1
2
3
0
1
2
3
4
5
Возврат значения из анонимного метода
Анонимный метод может возвращать значение. Для этой цели служит оператор return, действующий в анонимном методе таким же образом, как и в именованном методе. Как и следовало ожидать, тип возвращаемого значения должен быть совместим с возвращаемым типом, указываемым в объявлении делегата. В качестве примера ниже приведен код, выполняющий подсчет с суммированием и возвращающий результат.
// Продемонстрировать применение анонимного метода,
//возвращающего значение.
using System;
// Этот делегат возвращает значение,
delegate int CountIt(int end);
class AnonMethDemo3 {
static void Main() {
int result;
// Здесь конечное значение для подсчета передается анонимному методу.
//А возвращается сумма подсчитанных чисел.
CountIt count = delegate (int end) {
int sum = 0;
for(int i=0; i <= end; i++) {
Console.WriteLine(i);
sum += i;
}
return sum; // возвратить значение из анонимного метода
};
result = count(3);
Console.WriteLine("Сумма 3 равна " + result);
Console.WriteLine();
result = count (5);
Console.WriteLine("Сумма 5 равна " + result);
}
}
В этом варианте кода суммарное значение возвращается кодовым блоком, связанным с экземпляром делегата count. Обратите внимание на то, что оператор return применяется в анонимном методе таким же образом, как и в именованном методе. Ниже приведен результат выполнения данного кода.
0
1
2
3
Сумма 3 равна 6
0
1
2
3
4
5
Сумма 5 равна 15
Применение внешних переменных в анонимных методах
Локальная переменная, в область действия которой входит анонимный метод, называется внешней переменной. Такие переменные доступны для использования в анонимном методе. И в этом случае внешняя переменная считается захваченной. Захваченная переменная существует до тех пор, пока захвативший ее делегат не будет собран в «мусор». Поэтому если локальная переменная, которая обычно прекращает свое существование после выхода из кодового блока, используется в анонимном методе, то она продолжает существовать до тех пор, пока не будет уничтожен делегат, ссылающийся на этот метод.
Захват локальной переменной может привести к неожиданным результатам. В качестве примера рассмотрим еще один вариант программы подсчета с суммированием чисел. В данном варианте объект CountIt конструируется и возвращается статическим методом Counter(). Этот объект использует переменную sum, объявленную в охватывающей области действия метода Counter(), а не самого анонимного метода. Поэтому переменная sum захватывается анонимным методом. Метод Counter() вызывается в методе Main() для получения объекта CountIt, а следовательно, переменная sum не уничтожается до самого конца программы.
// Продемонстрировать применение захваченной переменной,
using System;
// Этот делегат возвращает значение типа int
// и принимает аргумент типа int.
delegate int CountIt(int end);
class VarCapture {
static CountIt Counter() {
int sum = 0;
// Здесь подсчитанная сумма сохраняется в переменной sum.
CountIt ctObj = delegate (int end) {
for(int i=0; i <= end; i++) {
Console.WriteLine(i);
sum += i;
}
return sum;
};
return ctObj;
}
static void Main() {
// Получить результат подсчета.
CountIt count = Counter();
int result;
result = count(3);
Console.WriteLine("Сумма 3 равна " + result);
Console.WriteLine();
result = count(5);
Console.WriteLine("Сумма 5 равна " + result);
}
}
Ниже приведен результат выполнения этой программы. Обратите особое внимание на суммарное значение.
0
1
2
3
Сумма 3 равна 6
0
1
2
3
4
5
Сумма 5 равна 21
Как видите, подсчет по-прежнему выполняется как обычно. Но обратите внимание на то, что сумма 5 теперь равна 21, а не 15! Дело в том, что переменная sum захватывается объектом ctObj при его создании в методе Counter(). Это означает, что она продолжает существовать вплоть до уничтожения делегата count при «сборке мусора» в самом конце программы. Следовательно, ее значение не уничтожается после возврата из метода Counter() или при каждом вызове анонимного метода, когда происходит обращение к делегату count в методе Main().
Несмотря на то что применение захваченных переменных может привести к довольно неожиданным результатам, как в приведенном выше примере, оно все же логически обоснованно. Ведь когда анонимный метод захватывает переменную, она продолжает существовать до тех пор, пока используется захватывающий ее делегат. В противном случае захваченная переменная оказалась бы неопределенной, когда она могла бы потребоваться делегату.
Несмотря на всю ценность анонимных методов, им на смену пришел более совершенный подход: лямбда-выражение. Не будет преувеличением сказать, что лямбда-выражение относится к одним из самых важных нововведений в С#, начиная с выпуска исходной версии 1.0 этого языка программирования. Лямбда-выражение основывается на совершенно новом синтаксическом элементе и служит более эффективной альтернативой анонимному методу. И хотя лямбда-выражения находят применение главным образом в работе с LINQ (подробнее об этом – в главе 19), они часто используются и вместе с делегатами и событиями. Именно об этом применении лямбда-выражений и пойдет речь в данном разделе.
Лямбда-выражение – это другой собой создания анонимной функции. (Первый ее способ, анонимный метод, был рассмотрен в предыдущем разделе.) Следовательно, лямбда-выражение может быть присвоено делегату. А поскольку лямбда-выражение считается более эффективным, чем эквивалентный ему анонимный метод, то в большинстве случаев рекомендуется отдавать предпочтение именно ему.
Лямбда-оператор
Во всех лямбда-выражениях применяется новый лямбда-оператор =>, который разделяет лямбда-выражение на две части. В левой его части указывается входной параметр (или несколько параметров), а в правой части – тело лямбда-выражения. Оператор => иногда описывается такими словами, как «переходит» или «становится».
В C# поддерживаются две разновидности лямбда-выражений в зависимости от тела самого лямбда-выражения. Так, если тело лямбда-выражения состоит из одного выражения, то образуется одиночное лямбда-выражение. В этом случае тело выражения не заключается в фигурные скобки. Если же тело лямбда-выражения состоит из блока операторов, заключенных в фигурные скобки, то образуется блочное лямбда-выражение. При этом блочное лямбда-выражение может содержать целый ряд операторов, в том числе циклы, вызовы методов и условные операторы if. Обе разновидности лямбда-выражений рассматриваются далее по отдельности.
Одиночные лямбда-выражения
В одиночном лямбда-выражении часть, находящаяся справа от оператора =>, воздействует на параметр (или ряд параметров), указываемый слева. Возвращаемым результатом вычисления такого выражения является результат выполнения лямбда-оператора.
Ниже приведена общая форма одиночного лямбда-выражения, принимающего единственный параметр.
параметр => выражение
Если же требуется указать несколько параметров, то используется следующая форма.
(список_параметров) => выражение
Таким образом, когда требуется указать два параметра или более, их следует заключить в скобки. Если же выражение не требует параметров, то следует использовать пустые скобки.
Ниже приведен простой пример одиночного лямбда-выражения.
count => count + 2
В этом выражении count служит параметром, на который воздействует выражение count + 2. В итоге значение параметра count увеличивается на 2. А вот еще один пример одиночного лямбда-выражения.
n => n % 2 == 0
В данном случае выражение возвращает логическое значение true, если числовое значение параметра n оказывается четным, а иначе – логическое значение false.
Лямбда-выражение применяется в два этапа. Сначала объявляется тип делегата, совместимый с лямбда-выражением, а затем экземпляр делегата, которому присваивается лямбда-выражение. После этого лямбда-выражение вычисляется при обращении к экземпляру делегата. Результатом его вычисления становится возвращаемое значение.
В приведенном ниже примере программы демонстрируется применение двух одиночных лямбда-выражений. Сначала в этой программе объявляются два типа делегатов. Первый из них, Incr, принимает аргумент типа int и возвращает результат того же типа. Второй делегат, IsEven, также принимает аргумент типа int, но возвращает результат типа bool. Затем экземплярам этих делегатов присваиваются одиночные лямбда-выражения. И наконец, лямбда-выражения вычисляются с помощью соответствующих экземпляров делегатов.
// Применить два одиночных лямбда-выражения.
using System;
// Объявить делегат, принимающий аргумент типа int и
// возвращающий результат типа int.
delegate int Incr(int v);
// Объявить делегат, принимающий аргумент типа int и
// возвращающий результат типа bool,
delegate bool IsEven(int v);
class SimpleLambdaDemo {
static void Main() {
// Создать делегат Incr, ссылающийся на лямбда-выражение,
// увеличивающее свой параметр на 2.
Incr incr = count => count + 2;
// А теперь использовать лямбда-выражение incr.
Console.WriteLine("Использование лямбда-выражения incr: ");
int x = -10;
while(x <= 0) {
Console.Write(x + " ");
x = incr(x); // увеличить значение x на 2
}
Console.WriteLine («n»);
// Создать экземпляр делегата IsEven, ссылающийся на лямбда-выражение,
// возвращающее логическое значение true, если его параметр имеет четное
// значение, а иначе – логическое значение false.
IsEven isEven = n => n % 2 == 0;
// А теперь использовать лямбда-выражение isEven.
Console.WriteLine("Использование лямбда-выражения isEven: ");
for (int i=1; i <= 10; i++)
if(isEven (i)) Console.WriteLine(i + « четное.»);
}
}
Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.
Использование лямбда-выражения incr:
-10 -8 -6 -4 -2 0
Использование лямбда-выражения isEven:
2 четное.
4 четное.
6 четное.
8 четное.
10 четное.
Обратите в данной программе особое внимание на следующие строки объявлений.
Incr incr = count => count +2;
IsEven isEven = n => n % 2 == 0;
В первой строке объявления экземпляру делегата incr присваивается одиночное лямбда-выражение, возвращающее результат увеличения на 2 значения параметра count. Это выражение может быть присвоено делегату Incr, поскольку оно совместимо с объявлением данного делегата. Аргумент, указываемый при обращении к экземпляру делегата incr, передается параметру count, который и возвращает результат вычисления лямбда-выражения. Во второй строке объявления делегату isEven присваивается выражение, возвращающее логическое значение true, если передаваемый ему аргумент оказывается четным, а иначе – логическое значение false. Следовательно, это лямбда-выражение совместимо с объявлением делегата IsEven.
В связи со всем изложенным выше возникает резонный вопрос: каким образом компилятору становится известно о типе данных, используемых в лямбда-выражении, например, о типе int параметра count в лямбда-выражении, присваиваемом экземпляру делегата incr? Ответить на этот вопрос можно так: компилятор делает заключение о типе параметра и типе результата вычисления выражения по типу делегата. Следовательно, параметры и возвращаемое значение лямбда-выражения должны быть совместимы по типу с параметрами и возвращаемым значением делегата.
Несмотря на всю полезность логического заключения о типе данных, в некоторых случаях приходится явно указывать тип параметра лямбда-выражения. Для этого достаточно ввести конкретное название типа данных. В качестве примера ниже приведен другой способ объявления экземпляра делегата incr.
Incr incr = (int count) => count + 2;
Как видите, count теперь явно объявлен как параметр типа int. Обратите также внимание на использование скобок. Теперь они необходимы. (Скобки могут быть опущены только в том случае, если задается лишь один параметр, а его тип явно не указывается.)
В предыдущем примере в обоих лямбда-выражениях использовался единственный параметр, но в целом у лямбда-выражений может быть любое количество параметров, в том числе и нулевое. Если в лямбда-выражении используется несколько параметров, их необходимо заключить в скобки. Ниже приведен пример использования лямбда-выражения с целью определить, находится ли значение в заданных пределах.
(low, high, val) => val >= low && val <= high;
А вот как объявляется тип делегата, совместимого с этим лямбда-выражением.
delegate bool InRange(int lower, int upper, int v);
Следовательно, экземпляр делегата InRange может быть создан следующим образом.
InRange rangeOK = (low, high, val) => val >= low && val <= high;
После этого одиночное лямбда-выражение может быть выполнено так, как показано ниже.
if(rangeOK(1, 5, 3)) Console.WriteLine(
«Число 3 находится в пределах от 1 до 5.»);
И последнее замечание: внешние переменные могут использоваться и захватываться в лямбда-выражениях таким же образом, как и в анонимных методах.
Блочные лямбда-выражения
Как упоминалось выше, существуют две разновидности лямбда-выражений. Первая из них, одиночное лямбда-выражение, была рассмотрена в предыдущем разделе. Тело такого лямбда-выражения состоит только из одного выражения. Второй разновидностью является блочное лямбда-выражение. Для такого лямбда-выражения характерны расширенные возможности выполнения различных операций, поскольку в его теле допускается указывать несколько операторов. Например, в блочном лямбда-выражении можно использовать циклы и условные операторы if, объявлять переменные и т.д. Создать блочное лямбда-выражение нетрудно. Для этого достаточно заключить тело выражения в фигурные скобки. Помимо возможности использовать несколько операторов, в остальном блочное лямбда-выражение, практически ничем не отличается от только что рассмотренного одиночного лямбда-выражения.
Ниже приведен пример использования блочного лямбда-выражения для вычисления и возврата факториала целого значения.
// Продемонстрировать применение блочного лямбда-выражения,
using System;
// Делегат IntOp принимает один аргумент типа int
// и возвращает результат типа int.
delegate int IntOp(int end);
class StatementLambdaDemo {
static void Main() {
// Блочное лямбда-выражение возвращает факториал
// передаваемого ему значения.
IntOp fact = n => {
int r = 1;
for (int i=1; i <= n; i++)
r = i * r;
return r;
};
Console.WriteLine("Факториал 3 равен " + fact(3));
Console.WriteLine("Факториал 5 равен " + fact(5));
}
}
При выполнении этого кода получается следующий результат.
Факториал 3 равен 6
Факториал 5 равен 120
В приведенном выше примере обратите внимание на то, что в теле блочного лямбда-выражения объявляется переменная r, организуется цикл for и используется оператор return. Все эти элементы вполне допустимы в блочном лямбда-выражении. И в этом отношении оно очень похоже на анонимный метод. Следовательно, многие анонимные методы могут быть преобразованы в блочные лямбда-выражения при обновлении унаследованного кода. И еще одно замечание: когда в блочном лямбда-выражении встречается оператор return, он просто обусловливает возврат из лямбда-выражения, но не возврат из охватывающего метода.
И в заключение рассмотрим еще один пример, демонстрирующий блочное лямбда-выражение в действии. Ниже приведен вариант первого примера из этой главы, измененного с целью использовать блочные лямбда-выражения вместо автономных методов для выполнения различных операций со строками.
// Первый пример применения делегатов, переделанный с
// целью использовать блочные лямбда-выражения.
using System;
// Объявить тип делегата,
delegate string StrMod(string s);
class UseStatementLambdas {
static void Main() {
// Создать делегаты, ссылающиеся на лямбда– выражения,
// выполняющие различные операции с символьными строками.
// Заменить пробелы дефисами.
StrMod ReplaceSpaces = s => {
Console.WriteLine(«Замена пробелов дефисами.»);
return s.Replace(' ', '-');
};
// Удалить пробелы.
StrMod RemoveSpaces = s => {
string temp = "";
int i;
Console.WriteLine(«Удаление пробелов.»);
for(i=0; i < s.Length; i++)
if(s[i] != ' ') temp += s[i];
return temp;
};
// Обратить строку.
StrMod Reverse = s => {
string temp = ""; int i, j;
Console.WriteLine(«Обращение строки.»);
for(j=0, i=s.Length-1; i >= 0; i–, j++) temp += s[i];
return temp;
};
string str;
// Обратиться к лямбда-выражениям с помощью делегатов.
StrMod strOp = ReplaceSpaces;
str = strOp(«Это простой тест.»);
Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str);
Console.WriteLine() ;
strOp = RemoveSpaces;
str = strOp(«Это простой тест.»);
Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str);
Console.WriteLine();
strOp = Reverse;
str = strOp(«Это простой тест.»);
Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str);
}
}
Результат выполнения кода этого примера оказывается таким же, как и в первом примере применения делегатов.
Замена пробелов дефисами.
Результирующая строка: Это-простой-тест.
Удаление пробелов.
Результирующая строка: Этопростойтест.
Обращение строки.
Результирующая строка: .тсет йотсорп отЭ
