Functional Programming Functional Programming 不是一個新鮮的概念了,例如 C++ 雖然不是一門 Functional Programming 語言,但對它也有變通的支持——通過使用模板,函數對象(Function Objects)和運算符重載等手段,STL、Boost 等庫提供了巧妙無比的、高性能的算法和功能。長久以來似乎 C++ 能實現的這些特性對于諸如 Java 和 C# 這些強調類型安全的面向對象的編程語言和框架來說是絕緣的。現在,在 CLR 范型和 C# 2.0 匿名委托的支持下,我們也可以構造令人吃驚的 Functional Programming 程序了,而且比 C++ 更加簡單(當然性能無法相比,因為 CLR 中的范型是一種運行時技術,而 C++ 中的模板則是編譯時技術)。當前 .NET BCL 對 Functional Programming 的支持限于集合類,確切說是 List<T> 和 Array。
我們來看一個簡單的例子。假設有一個聯系人列表 List<Contact>,聯系人的定義如下:
class Contact {
public string Name;
...
}
現在我們要把這個列表中所有聯系人的姓名拷貝到另外一個列表。你可能馬上就動手寫了出來:
List<Contact> c1 = ...;
List<string> c2 = new List<string>();
foreach (Contact c in c1) {
c2.Add(c.Name);
}
這是一段非常規矩的 C# 代碼。在 .NET 2.0 中,有了范型和匿名委托,我們可以寫出如下的完成相同功能的實現:
List<Contact> c1 = ...;
List<string> c2 = c1.ConvertAll<string>(
delegate(Contact c) { return c.Name; } );
顯然這段代碼比手工編寫的 foreach 代碼更簡捷,在表達意圖方面也顯得更加清楚和直接。其中 ConvertAll 方法是一個范型方法,作用是將列表元素轉換為指定類型的列表。原型為:
List<U> ConvertAll<U>(Converter<T, U> converter);
Converter<T, U> 是一個范型委托,指定了如何進行轉換(類似 C++ 中的函數對象),原型為(T 為原始類型,U 為目標類型):
delegate U Converter<T, U>(T from);
這里只是舉了一個簡單的例子,對于更復雜的情況,范型和匿名委托允許你用更富想象力的方法去實現(例如,匿名委托允許你引用棧上的變量)。
下面是 BCL 中的用于Functional Programming的范型委托(位于 System 命名空間中):
原型 描述 delegate bool Predicate<T>(T obj); 訪問集合時,對指定元素的斷言(true 或 false) delegate void Action<T>(T obj); 訪問集合時,對指定元素做出特定動作 delegate int Comparison<T>(T x, T y); 比較兩個元素 delegate U Converter<T, U>(T from); 把一個元素轉換為另外一個,用于在兩個集合之間拷貝元素
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); 找出第一個滿足斷言條件的元素的索引 int FindLastIndex(Predicate<T> match);
int FindLastIndex(int index, Predicate<T> match);
int FindLastIndex(int index, int count, Predicate<T> match); 找出最后一個滿足斷言條件的元素的索引 List<T> FindAll(Predicate<T> match); 找出所有滿足斷言條件的元素 Nullable<T> Find(Predicate<T> match); 找出第一個滿足斷言條件的元素 Nullable<T> FindLast(Predicate<T> match); 找出最后一個滿足斷言條件的元素 bool Exists(Predicate<T> match); 判斷滿足斷言條件的元素是否存在 bool TrueForAll(Predicate<T> match); 判斷是否所有的元素都滿足斷言條件 int RemoveAll(Predicate<T> match); 刪除所有滿足斷言條件的元素,返回刪除的元素數 void ForEach(Action<T> action); 類似 foreach 語句 void Sort(Comparison<T> comparison); 排序 List<U> ConvertAll(Converter<T, U> converter); 轉換集合元素
Array 類提供了類似的支持 Functional Programming 的方法,不同之處在于它們都是類方法而非實例方法,在此限于篇幅不再列舉。下面我們來看看前面那個例子換成數組的話是什么樣子:
Contact[] contacts = ...;
string[] names = Array.ConvertAll<Contact, string>(contacts,
delegate(Contact c) { return c.Name; } );
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