.NET 2.0 基础类库中的范型——Functional Programming
2024-07-10 12:59:29
供稿：网友
functional programming
functional programming 不是一个新鲜的概念了，例如 c++ 虽然不是一门 functional programming 语言，但对它也有变通的支持——通过使用模板，函数对象（function objects）和运算符重载等手段，stl、boost 等库提供了巧妙无比的、高性能的算法和功能。长久以来似乎 c++ 能实现的这些特性对于诸如 java 和 c# 这些强调类型安全的面向对象的编程语言和框架来说是绝缘的。现在，在 clr 范型和 c# 2.0 匿名委托的支持下，我们也可以构造令人吃惊的 functional programming 程序了，而且比 c++ 更加简单（当然性能无法相比，因为 clr 中的范型是一种运行时技术，而 c++ 中的模板则是编译时技术）。当前 .net bcl 对 functional programming 的支持限于集合类，确切说是 list<t> 和 array。
我们来看一个简单的例子。假设有一个联系人列表 list<contact>，联系人的定义如下：
class contact {
public string name;
...
}
现在我们要把这个列表中所有联系人的姓名拷贝到另外一个列表。你可能马上就动手写了出来：
list<contact> c1 = ...;
list<string> c2 = new list<string>();
foreach (contact c in c1) {
c2.add(c.name);
}
这是一段非常规矩的 c# 代码。在 .net 2.0 中，有了范型和匿名委托，我们可以写出如下的完成相同功能的实现：
list<contact> c1 = ...;
list<string> c2 = c1.convertall<string>(
delegate(contact c) { return c.name; } );
显然这段代码比手工编写的 foreach 代码更简捷，在表达意图方面也显得更加清楚和直接。其中 convertall 方法是一个范型方法，作用是将列表元素转换为指定类型的列表。原型为：
list<u> convertall<u>(converter<t, u> converter);
converter<t, u> 是一个范型委托，指定了如何进行转换（类似 c++ 中的函数对象），原型为（t 为原始类型，u 为目标类型）：
delegate u converter<t, u>(t from);
这里只是举了一个简单的例子，对于更复杂的情况，范型和匿名委托允许你用更富想象力的方法去实现（例如，匿名委托允许你引用栈上的变量）。
下面是 bcl 中的用于functional programming的范型委托（位于 system 命名空间中）：
原型
描述
delegate bool predicate<t>(t obj);
访问集合时，对指定元素的断言（true 或 false）
delegate void action<t>(t obj);
访问集合时，对指定元素做出特定动作
delegate int comparison<t>(t x, t y);
比较两个元素
delegate u converter<t, u>(t from);
把一个元素转换为另外一个，用于在两个集合之间拷贝元素
list<t> 提供了如下支持 functional programming 的方法：
原型
描述
int findindex(predicate<t> match);
int findindex(int index, predicate<t> match);
int findindex(int index, int count, predicate<t> match);
找出第一个满足断言条件的元素的索引
int findlastindex(predicate<t> match);
int findlastindex(int index, predicate<t> match);
int findlastindex(int index, int count, predicate<t> match);
找出最后一个满足断言条件的元素的索引
list<t> findall(predicate<t> match);
找出所有满足断言条件的元素
nullable<t> find(predicate<t> match);
找出第一个满足断言条件的元素
nullable<t> findlast(predicate<t> match);
找出最后一个满足断言条件的元素
bool exists(predicate<t> match);
判断满足断言条件的元素是否存在
bool trueforall(predicate<t> match);
判断是否所有的元素都满足断言条件
int removeall(predicate<t> match);
删除所有满足断言条件的元素，返回删除的元素数
void foreach(action<t> action);
类似 foreach 语句
void sort(comparison<t> comparison);
排序
list<u> convertall(converter<t, u> converter);
转换集合元素
array 类提供了类似的支持 functional programming 的方法，不同之处在于它们都是类方法而非实例方法，在此限于篇幅不再列举。下面我们来看看前面那个例子换成数组的话是什么样子：
contact[] contacts = ...;
string[] names = array.convertall<contact, string>(contacts,
delegate(contact c) { return c.name; } );
