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
1<t> 和 Array 。
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3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:
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5class Contact {
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7public string Name;
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9...
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11}
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13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:
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15List<contact> c1 = ...;
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17List<string> c2 = new List<string> ();
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19foreach (Contact c in c1) {
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21c2.Add(c.Name);
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23}
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25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:
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27List<contact> c1 = ...;
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29List<string> c2 = c1.ConvertAll<string> (
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31delegate(Contact c) { return c.Name; } );
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33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:
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35List<u> ConvertAll<u>(Converter<t, u=""> converter);
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37Converter<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):
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39delegate U Converter<t, u=""> (T from);
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41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)。
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43下面是 BCL 中的用于 Functional Programming 的范型委托(位于 System 命名空间中):
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45原型
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49描述
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53delegate bool Predicate<t> (T obj);
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57访问集合时,对指定元素的断言( true 或 false )
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59delegate void Action<t> (T obj);
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63访问集合时,对指定元素做出特定动作
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65delegate int Comparison<t> (T x, T y);
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69比较两个元素
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71delegate U Converter<t, u=""> (T from);
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75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
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77List<t> 提供了如下支持 Functional Programming 的方法:
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79原型
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83描述
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85---|---
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87int FindIndex(Predicate<t> match);
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89int FindIndex(int index, Predicate<t> match);
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91int FindIndex(int index, int count, Predicate<t> match);
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95找出第一个满足断言条件的元素的索引
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97int FindLastIndex(Predicate<t> match);
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99int FindLastIndex(int index, Predicate<t> match);
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101int FindLastIndex(int index, int count, Predicate<t> match);
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105找出最后一个满足断言条件的元素的索引
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107List<t> FindAll(Predicate<t> match);
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111找出所有满足断言条件的元素
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113Nullable<t> Find(Predicate<t> match);
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117找出第一个满足断言条件的元素
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119Nullable<t> FindLast(Predicate<t> match);
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123找出最后一个满足断言条件的元素
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125bool Exists(Predicate<t> match);
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129判断满足断言条件的元素是否存在
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131bool TrueForAll(Predicate<t> match);
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135判断是否所有的元素都满足断言条件
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137int RemoveAll(Predicate<t> match);
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141删除所有满足断言条件的元素,返回删除的元素数
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143void ForEach(Action<t> action);
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147类似 foreach 语句
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149void Sort(Comparison<t> comparison);
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153排序
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155List<u> ConvertAll(Converter<t, u=""> converter);
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159转换集合元素
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161Array 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:
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163Contact[] contacts = ...;
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165string[] names = Array.ConvertAll<contact, string=""> (contacts,
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167delegate(Contact c) { return c.Name; } );</contact,></t,></u></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t></t,></t></t></t></t,></t,></t,></u></u></string></string></contact></string></string></contact></contact></t>