内容简介：LINQ 是 C# 3.0 實現 FP 重要里程碑，提供大量的 Operator，讓我們以 Pure Function 將 data 以 Dataflow 與 Pipeline 方式實現。本系列將先以 Imperative 實作，然後再重構成 FP，最後再重構成 LINQ Operator。本文將討論macOS High Sierra 10.13.6
LINQ 是 C# 3.0 實現 FP 重要里程碑，提供大量的 Operator，讓我們以 Pure Function 將 data 以 Dataflow 與 Pipeline 方式實現。本系列將先以 Imperative 實作，然後再重構成 FP，最後再重構成 LINQ Operator。
本文將討論 Select
Operator。
Version
macOS High Sierra 10.13.6
.NET Core 2.1
C# 7.2
Rider 2018.2.3
Imperative
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConsoleApp
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var data = Enumerable.Range(1, 3);
var result = new List<int>();
foreach (var item in data)
{
result.Add(item * 2);
}
foreach (var item in result)
{
Console.WriteLine(item);
}
}
}
}
使用 Enumerable.Range()
產生 1, 2, 3
，建立暫存的 result
List，將所有元素都乘以 2
，最後使用 foreach()
印出每個值。
由於資料的改變，建立新的暫存 List 處理，是 Imperative 慣用手法。
Refactor to HOF
實務上這種建立新暫存 List 處理的作法，常常會遇到，若每次都使用 foreach
這種 statement 寫法，重複使用能力為 0，就每次都要不斷的寫 foreach
。
若我們能將這種 foreach
配合新暫存 List 處理做法，抽成 MyMap()
Higher Order Function，我們就能不斷 reuse MyMap()
，只要將不同的商業邏輯以 function 傳進 MyMap()
即可。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConsoleApp
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var data = Enumerable.Range(1, 3);
var result = MyMap(data, Double);
foreach (var item in result)
{
Console.WriteLine(item);
}
int Double(int x) => x * 2;
}
private static IEnumerable<int> MyMap(IEnumerable<int> data, Func<int, int> func)
{
var result = new List<int>();
foreach (var item in data)
{
result.Add(func(item));
}
return result;
}
}
}
23 行
private static IEnumerable<int> MyMap(IEnumerable<int> data, Func<int, int> func)
{
var result = new List<int>();
foreach (var item in data)
{
result.Add(func(item));
}
return result;
}
自己以 MyMap()
實作出 foreach
statement + 暫存 List 處理的 Higher Order Function 版本。
第一個參數為 data，第二個參數為 function。
如此 MyMap()
function 就能被重複使用。
13 行
var result = MyMap(data, Double);
原來的 foreach()
statement 重構成 MyMap()
Higher Order Function，將 data 與 Double
Local Function 傳入即可。
Refactor to Yield Return
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConsoleApp
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var data = Enumerable.Range(1, 3);
var result = MyMap(data, Double);
foreach (var item in result)
{
Console.WriteLine(item);
}
int Double(int x) => x * 2;
}
private static IEnumerable<int> MyMap(IEnumerable<int> data, Func<int, int> func)
{
foreach (var item in data)
{
yield return func(item);
}
}
}
}
23 行
private static IEnumerable<int> MyMap(IEnumerable<int> data, Func<int, int> func)
{
foreach (var item in data)
{
yield return func(item);
}
}
但要建立暫存 List 會影響執行效率，也浪費記憶體，尤其暫存 List 只是中繼資料，並不是最後執行結果，因此改用 yield return
實現 Lazy Evaluation，直到真正需要結果時，才會執行 func(item)
，如此就不用建立暫存 List，繼能解省記憶體，又能增進執行效率。
Refactor to Generics
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConsoleApp
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var data = Enumerable.Range(1, 3);
var result = MyMap(data, Double);
foreach (var item in result)
{
Console.WriteLine(item);
}
int Double(int x) => x * 2;
}
private static IEnumerable<R> MyMap<T, R>(IEnumerable<T> data, Func<T, R> func)
{
foreach (var item in data)
{
yield return func(item);
}
}
}
}
23 行
private static IEnumerable<R> MyMap<T, R>(IEnumerable<T> data, Func<T, R> func)
{
foreach (var item in data)
{
yield return func(item);
}
}
事實上 MyMap()
不只適用於 int
，而且可適用於任何型別，因此重構成 <T, R>
。
Refactor to Extension Method
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConsoleApp
{
static class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Enumerable
.Range(1, 3)
.MyMap(Double)
.ToList()
.ForEach(Console.WriteLine);
int Double(int x) => x * 2;
}
private static IEnumerable<R> MyMap<T, R>(this IEnumerable<T> data, Func<T, R> func)
{
foreach (var item in data)
{
yield return func(item);
}
}
}
}
20 行
private static IEnumerable<R> MyMap<T, R>(this IEnumerable<T> data, Func<T, R> func)
{
foreach (var item in data)
{
yield return func(item);
}
}
MyMap()
需要兩個參數，使用上不是那麼方便，而且也無法 Pipeline 般使用，因此將第一個參數加上 this
，成為 Extension Method，
11 行
Enumerable
.Range(1, 3)
.MyMap(Double)
.ToList()
.ForEach(Console.WriteLine);
如此 MyMap()
就與 Range()
串起來了，而且也減少了一個參數。
Refactor to LINQ
using System;
using System.Linq;
namespace ConsoleApp
{
static class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Enumerable
.Range(1, 3)
.Select(Double)
.ToList()
.ForEach(Console.WriteLine);
int Double(int x) => x * 2;
}
}
}
事實上 LINQ 早已提供 Select()
，不必我們自己實作，其功能完全等效於自己實作的 MyMap()
。
一般 FP 世界，將這種 operator 稱為 Map，如 ECMAScript 有 Array.prototype.map()
，F# 有 List.map()
，在 LINQ 則稱為 Select()
Refactor to Using Static
using static System.Linq.Enumerable;
using static System.Console;
namespace ConsoleApp
{
static class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Range(1, 3)
.Select(Double)
.ToList()
.ForEach(WriteLine);
int Double(int x) => x * 2;
}
}
}
使用 using static
之後，則 Range()
與 WriteLine()
可進一步縮短，更符合 FP 風格。
Conclusion
-
就算自己重構，也會重構出
Select()Higher Order Function，只是因為太常使用，LINQ 已經內建Select() - Yield return 可實現 Lazy Evaluation，繼可節省記憶體，又可增進執行效率
-
善用
using static，可讓 class 的 static method 更像 function
Sample Code
完整的範例可以在我的 GitHub 上找到
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持 码农网
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