自己动手重新实现LINQ to Objects: 5 - Empty
本文翻译自Jon Skeet的系列博文“Edulinq”。
本篇原文地址：
这一篇继续讲非扩展方法。这次我们要讲的是Empty，它有可能是最简单的LINQ操作符了。
Empty是什么？
Empty是一个泛型的，静态的方法，它只有一个签名形式，不接受任何参数：
public static IEnumerable<TResult> Empty<TResult>()
它返回一个特定类型的空序列。这就是它的唯一作用。
它的行为只有一点比较有趣：文档上说Empty会对空序列做缓存。换句话说，对于同一个类型参数来讲，它每次都会返回同一个空序列。
我们要测试什么？
能够测试的东西也就只有两点：
l 返回序列为空。
l 对每个类型参数来说，返回值会被缓存起来。
和测试Range的时候的方法一样，我们用一个叫做EmptyClass的别名来引用包含Empty的类型。下面是测试代码：
[Test]
public void EmptyContainsNoElements()
{
using (var empty = EmptyClass.Empty<int>().GetEnumerator())
{
Assert.IsFalse(empty.MoveNext());
}
}
[Test]
public void EmptyIsASingletonPerElementType()
{
Assert.AreSame(EmptyClass.Empty<int>(), EmptyClass.Empty<int>());
Assert.AreSame(EmptyClass.Empty<long>(), EmptyClass.Empty<long>());
Assert.AreSame(EmptyClass.Empty<string>(), EmptyClass.Empty<string>());
Assert.AreSame(EmptyClass.Empty<object>(), EmptyClass.Empty<object>());
Assert.AreNotSame(EmptyClass.Empty<long>(), EmptyClass.Empty<int>());
Assert.AreNotSame(EmptyClass.Empty<string>(), EmptyClass.Empty<object>());
}
当然，以上代码并不能证明缓存不是每个线程一份。不过，这些测试也够了。
来动手实现吧！
现在看来，Empty的实现要比它的描述更有趣。如果不是要做缓存，我们可以这样实现Empty：
// Doesn't cache the empty sequence
public static IEnumerable<TResult> Empty<TResult>()
{
yield break;
}
不过我们需要遵守关于缓存的文档。要实现缓存其实也不难。有一个很方便的事实可以为我们所用，空数组是不可变的。数组的长度是固定的，通常无法使一个数组是只读的。数组中的任何一个元素都是可以改变的。不过一个空数组是不包含任何元素的，所以也就没有什么可被改变的。这样，我们就可以反复的重用同一个数组了。
现在你可能会猜我会用Dictionary<Type, Array>来实现，不过我们可以利用一个小手段。在一个泛型类型中，可以用一个静态变量来实现针对类型参数的缓存，因为每一个传入了类型参数的泛型类型的静态变量都是不同的。
很不幸，Empty是一个非泛型类型中的方法。所以我们需要创建另一个泛型类型来包含缓存。这很容易做到，而且CLR还帮我们做到了线程安全的类型初始化。所以，我们最后的实现会是这样的：
public static IEnumerable<TResult> Empty<TResult>()
{
return EmptyHolder<TResult>.Array;
}
private static class EmptyHolder<T>
{
internal static readonly T[] Array = new T[0];
}
以上的实现遵守了所有的关于缓存的文档，而且代码行数也很少。不过这个实现方式需要你很好的了解.NET中泛型的工作方式。这种做法和我们上一篇采取的策略相反，我们选择了一种比较难懂的方式，而没有选择使用字典的易懂的方式。不过我很满意这种方案，因为一旦你了解了泛型类型和静态变量的工作方式，这段代码就很简单了。
结论
Empty的实现就是这样的。下一个操作符Repeat有可能会更简单，虽然它也要分成两个方法来实现。
附录
因为以上讲解的方法有点难懂，所以下面再提供另一种实现：
public static IEnumerable<TResult> Empty<TResult>()
{
return EmptyEnumerable<TResult>.Instance;
}
#if AVOID_RETURNING_ARRAYS
private class EmptyEnumerable<T> : IEnumerable<T>, IEnumerator<T>
{
internal static IEnumerable<T> Instance = new EmptyEnumerable<T>();
// Prevent construction elsewhere
private EmptyEnumerable()
{
}
public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
return this;
}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return this;
}
public T Current
{
get { throw new InvalidOperationException(); }
}
object IEnumerator.Current
{
get { throw new InvalidOperationException(); }
}
public void Dispose()
{
// No-op
}
public bool MoveNext()
{
return false; // There's never a next entry
}
public void Reset()
{
// No-op
}
}
#else
private static class EmptyEnumerable<T>
{
internal static readonly T[] Instance = new T[0];
}
#endif
这下大家都满足了吧：）
