Refactor to LINQ => Select

栏目: ASP.NET · 发布时间: 7年前

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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