可能有一件事情需要说在前面,那就是:委托本身其实从来没有改变过,改变的一直都是委托的“写法”。因此更确切地说,改变的只是“编译器”。而本文所有内容都用C#来实现,其实谈得也都是C#编译器本身——但是其实VB.NET也有变化啊。再由于.NET版本和C#版本的关系也是非常密切的,因此全文就使用.NET版本进行指代了。
.NET 1.x中委托的写法
委托,如果不追究细节,从表面上来看我们可以将其通俗地理解为一个安全的“函数指针”。当然,这个函数指针其实也是一个对象,有自己的成员,也会封装了被调用方的上下文等等。至于委托的定义和使用方式,则是这样的:
public delegate int SomeDelegate(string arg1, bool arg2); public static int SomeMethod(string arg1, bool arg2) { return 0; } public class SomeClass { public int SomeMethod(string a1, bool a2) { return 0; } public event SomeDelegate SomeEvent; } static void Main(string[] args) { SomeClass someClass = new SomeClass(); SomeDelegate someDelegate = new SomeDelegate(someClass.SomeMethod); someClass.SomeEvent += new SomeDelegate(SomeMethod); }
可见,在.NET 1.x中需要使用new DelegateType(...)的方式来创建一个委托对象。不过,作为委托对象内部的方法它既可以是实例方法,也可以是静态方法。此外,方法只需要匹配委托类型的签名和返回值即可,方法参数的名称不会成为约束。
嗯,就是这么简单。
.NET 2.0中委托的写法
.NET中的委托引入了范型,且写法略有简化:
public delegate TResult MyFunc<T1, T2, TResult>(T1 a1, T2 a2); public static int SomeMethod(string a1, bool a2) { return 0; } static void Main(string[] args) { MyFunc<string, bool, int> myFunc = SomeMethod; }
在.NET 2.0中,new DelegateType已经可以省略,开发人员可以直接将方法赋值给一个委托对象的引用。当然,这个改进不值一提,.NET 2.0中委托写法的关键在于引入了“匿名方法”:
public static void TestRequest(string url) { WebRequest request = HttpWebRequest.Create(url); request.BeginGetResponse(delegate(IAsyncResult ar) { using (WebResponse response = request.EndGetResponse(ar)) { Console.WriteLine("{0}: {1}", url, response.ContentLength); } }, null); }
匿名方法,简单地说就是内联在方法内部的委托对象,它的关键便在于形成了一个闭包(委托执行时所需的上下文)。如上面的代码中,BeginGetResponse的第一个参数(委托)可以直接使用TestRequest方法的参数url,以及方法内的“局部”变量request。如果没有匿名函数这个特性的话,代码写起来就麻烦了,例如在.NET 1.x中您可能就必须这么写:
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折叠 public static void TestRequest(string url) { WebRequest request = HttpWebRequest.Create(url); object[] context = new object[] { url, request }; request.BeginGetResponse(TestAsyncCallback, context); } public static void TestAsyncCallback(IAsyncResult ar) { object[] context = (object[])ar.AsyncState; string url = (string)context[0]; WebRequest request = (WebRequest)context[1]; using (WebResponse response = request.EndGetResponse(ar)) { Console.WriteLine("{0}: {1}", url, response.ContentLength); } }
此时,我们往往会发现,开发人员需要花费大量的精力,为一小部分代码维护一大段上下文。例如在这段代码中,我们会将url和request对象塞入一个object数组中,在回调函数中再通过危险的Cast操作恢复数据。如果您希望“强类型”,那么只能为每个回调创建一个新的上下文对象,维护起来可能更加麻烦——要知道,在并行编程,异步调用越来越重要的今天,如果没有匿名方法自动保留上下文的特性,开发人员会为这些“额外工作”疲于奔命的。
可能您会说,匿名方法的可读性不佳,因为需要“内联”。一个方法中内联太多,维护成本就上去了,所以匿名方法并不推荐使用。我想说的是,您错了。如果为了可维护性,要将方法独立拆开,也可以利用匿名方法的优势:
public static void TestRequest(string url) { WebRequest request = HttpWebRequest.Create(url); request.BeginGetResponse(delegate(IAsyncResult ar) { TestAsyncCallback(ar, request, url); }, null); } public static void TestAsyncCallback(IAsyncResult ar, WebRequest request, string url) { using (WebResponse response = request.EndGetResponse(ar)) { Console.WriteLine("{0}: {1}", url, response.ContentLength); } }
如果借助.NET 3.5中的Lambda表达式,代码可以写的更简单易读:
public static void TestRequest(string url) { WebRequest request = HttpWebRequest.Create(url); request.BeginGetResponse(ar => TestAsyncCallback(ar, request, url), null); }
匿名方法的作用
千万不要小看匿名方法的作用,有些时候您认为它的作用仅限于上文描述,只是因为没有在某些问题上踏前一步。例如,对于那些只需要“按需创建”,且要“线程安全”的对象,您会怎么做呢?没错,可以使用Double Check:
private object m_mutex = new object(); private bool m_initialized = false; private BigInstance m_instance = null; public BigInstance Instance { get { if (!this.m_initialized) { lock (this.m_mutex) { if (!this.m_initialized) { this.m_instance = new BigInstance(); this.m_initialized = true; } } } return this.m_instance; } }
嗯,做的很漂亮!那么……这样的属性再来一个,再来三个,再来五个呢?可能有些朋友就会开始大段地Copy & Paste,于是错误便难免了。这里有一件真人真事,以前某位同学在一堆这样的代码中迷茫了,说为什么用了这种方法,还是初始化了多次对象了?检查了半天没有看出问题来。最后发现,原因是访问了错误的initialized变量(例如,在某个应该访问artistInitialized的地方访问了articleInitialized)。可惜,大段时间已经被浪费了——更糟的是,心情也随之变差了。
其实,Copy & Paste很明显没有遵守DRY原则啊。为什么不把它们封装在一处呢?例如:
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折叠 public class Lazy<T> { public Lazy(Func<T> func) { this.m_initialized = false; this.m_func = func; this.m_mutex = new object(); } private Func<T> m_func; private bool m_initialized; private object m_mutex; private T m_value; public T Value { get { if (!this.m_initialized) { lock (this.m_mutex) { if (!this.m_initialized) { this.m_value = this.m_func(); this.m_func = null; this.m_initialized = true; } } } return this.m_value; } } }
于是,之前的代码就可以简化成这样了:
private Lazy<BigInstance> m_lazyInstance = new Lazy<BigInstance>(delegate { return new BigInstance(); }); public BigInstance Instance { get { return this.m_lazyInstance.Value; } }
还是太丑,上Lambda表达式!
private Lazy<BigInstance> m_lazyInstance = new Lazy<BigInstance>(() => new BigInstance()); public BigInstance Instance { get { return this.m_lazyInstance.Value; } }
如果没有匿名方法,许多容易使用的编程模型和方式都难以开展。例如,我们就不会有CacheHelper,也不会有AsyncTaskDispatcher(上,下),也很难利用“延迟”所带来的便利,更难以出现微软并行扩展、CCR等优秀框架。可以这么说,如果您不善于使用委托,您如果不知道如何合适地使用匿名方法,您在不自知的情况下可能就已经编写了大量额外的代码了。
老赵平时的工作之一,便是为项目提供各种扩展API,可以让程序员们更愉快地进行开发工作,得到更好的生产力,让代码变得更加美好。如今C#有了匿名方法、Lambda表达式、表达式树、扩展方法等优秀的语言特性,真让我有“如鱼得水”的感觉。因此,我对于Java这样不思进取的语言可以说深恶痛绝(Java朋友们赶快学习Scala吧)。在看阅读大量Java开源项目代码时,我常有这样的感觉:“如果是C#的话,利用匿名方法,这个类不就可以不写,那个类就可以省略……”。没错,为了保留回调函数的上下文而创建一些类,对于C#程序员来说,的确是一件有些不可思议的事情。
至于Lambda表达式以及其他话题,我们下次再说吧。
匿名方法的缺点
匿名方法的优势在于自动形成闭包,而它的缺点也是让程序员“不自觉”地创建了闭包,这会让某些对象的生命周期加长。例如在一开始的TestRequest方法中,表面上看起来url是参数,request是局部变量,有些朋友可能会认为它们在方法退出后就已经准备回收了。不过因为形成了闭包,url和request已经“升级”为一个对象的域变量,它的生命周期延长了,延长至回调函数执行完毕。因此,一不注意可能就会产生一些莫名其妙的情况。
其实,这些都是“延迟”所带来的陷阱,作为一个优秀的开发人员,除了知道某个东西的作用和优势,也要知道它的问题,不是吗?