C#學習筆記8

来源:http://www.cnblogs.com/zwt-blog/archive/2017/01/19/6306227.html
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1.泛型的約束： （1）介面約束； （2）基類約束，基類約束必須放在第一（假如有多個約束）； （3）struct/class約束； （4）多個參數類型的約束，每個類型參數都要用where關鍵字； （5）構造器約束，只能是無參構造器，如new(); （6）約束可以由派生類繼承，但必須在派生類中顯式地指 ...


1.泛型的約束：

（1）介面約束；

（2）基類約束，基類約束必須放在第一（假如有多個約束）；

（3）struct/class約束；

（4）多個參數類型的約束，每個類型參數都要用where關鍵字；

（5）構造器約束，只能是無參構造器，如new();

（6）約束可以由派生類繼承，但必須在派生類中顯式地指定這些約束；

（7）泛型方法的約束設置與泛型類的約束設置，是一樣的；

2.協變性與逆變性：在泛型中，將一個較具體的類型賦給一個較泛化的類型，即是協變。將一個較泛化的類型賦給一個較具體的類型，即是逆變。

　　協變：在C#4.0中使用out類型參數修飾符允許協變性，該out修飾的類型參數，會導致該類型參數只能用於成員的返回與屬性的取值方法，永遠不用於輸入參數或者屬性的賦值方法。

　　逆變：在C#4.0中使用in類型參數修飾符允許逆變性，該in修飾的類型參數，會導致該類型參數只能用於成員的輸入（輸入參數）與屬性的設置方法。

　　如Contact類繼承自PdaItem，若對泛型介面（IConvertible<in T1,out T2>）進行了協變與逆變的設置，就可以成功地從一個IConvertible<PdaItem,Contact>轉換成一個IConvertible<Contact,PdaItem>。

綜上所述：協出逆進。

3.數組本身是支持協變與逆變，如PdaItem[] pdaItems=new Contact[]{}，Contact[] pdaItems=(Contact)new PdaItem[]{}。

4.委托概述：長期以來經驗豐富的C、C++程式員利用方法指針，將可執行的步驟（方法）作為參數傳遞給另一個方法。C#使用委托來提供相同的功能，它將方法作為對象封裝起來，允許在運行時間接綁定一個方法的調用，可查看DelegateSample類的代碼。

5.委托的定義：C#將所有委托的定義成間接派生於System.Delegate，其繼承層次為Object -> Delegate ->MulticastDelegate -> 自定義委托。當然我們使用關鍵delegate聲明，其在編譯後生成的CIL代碼，就是自動繼承上面的結構，因此我們不能手動顯式繼承委托。在委托實例化中，從[email protected]開始可以不使用new來手工創建，直接賦值相同的簽名方法即可，編譯器會在編譯過程中會自動根據委托推斷，自動添加new創建，以及把方法名稱作為委托參數傳遞也是一樣，

6.系統自定義的委托：在.net3.5（C#3.0）中加入了Action與Func這個兩個泛型委托，前者是沒有返回值的委托，後者是有返回值的委托，在.Net4.0（C#4.0）中又在這些泛型委托中加入了in(逆變)/out(協變)的功能。這些委托的定義省略了我們手工進行自定義委托的情況，因為這些泛型委托都涵蓋了我們可能遇到的所有使用情況。（除非你要定義一個有特殊含義的委托名稱）。

7.委托使用可變性，即委托類型參數的可變性（協變與逆變），可查看DelegateSample.CovariantAndContravariant()方法的代碼。

8.Lambda表達式：Lambda表達式是匿名函數的簡潔表達形式，Lambda表達式包含語句Lambda與表達式Lambda，前者可以含有多個語句的語句塊（一般只使用兩三條語句），後者只有一句表達式。

9.使用Lambda表達式註意事項：

（1）Lambda表達式本身是無類型，只有賦值給一個委托，Lambda表達式就表現為有一個類型，就是該方法簽名的委托。

（2）因Lambda表達式是無類型的，所以也就不能賦值給隱式類型的局部變數。

（3）如果目的地在Lambda表達式的外部，C#就不允許在匿名函數內部使用跳轉語句（break、goto、continue），類似的，不能從Lambda表達式外部跳入Lambda表達式內部。

（4）對於在Lambda表達式內部引入的變數，其作用域僅限於Lambda表達式主體。

（5）編譯器的程式執行流程分析機制檢測不到在Lambda表達式內部初始化局部變數的情況。

　　以上的註意事項的代碼實例，可以查看DelegateSample.NoticeMatter()方法。

10.Lambda表達式並非CLR內部的固有構造，它們的實現是由C#編譯器在編譯時生成的，編譯器會自動把Lambda表達式生成為一個當前類的內部方法（靜態或實例方法），其方法名是編譯器自動處理（其一般含有anonymous等字眼的描述）。

11.在匿名函數中使用外部局部變數，編譯器會把這些外部變數生成為當前類的嵌套類（sealed閉包）的公共欄位，其嵌套類中含有公共欄位與對應的匿名名稱方法，因此這些局部變數變成了嵌套的成員，其生命周期也就被延長了。通過查看ILdasm（中間語言反編譯，能夠查看類庫編譯後的中間語言，VS工具自帶）。也可查看DelegateSample.AscendingAndTimeOfCompiler()與_LocalDisplayClass_00001嵌套類。

12.表達式樹：“解釋”是C#引入表達式樹這一概念的重要動機，如果一種Lambda表達式代表的是與表達式有關的數據，而不是編譯好的代碼（匿名函數與委托），這種Lambda表達式就是“表達式樹”。由於表達式樹代表的是數據而非編譯好的代碼，所以可以把數據轉換成一種替代格式。

　　例如，可以把它從表達式數據轉換成在資料庫中執行的SQL代碼。如IQueryable介面中含有表達式樹類型、查詢供應者、查詢返回的類型，只要實現該介面就能對特定的數據源進行查詢操作，期內包含需要自定義解析表達式樹的指令。所有表達式樹的類型（如ParameterExpression、BinaryExpression、MethodCallExpression），都是從Expression繼承。

13.Lambda表達式和表達式樹的比較：無論是用於委托的Lambda表達式，還是用於表達式樹的Lambda表達式都會被編譯，而且在這兩種情況下，表達式的語法都會在編譯時進行完整的語義分析驗證。但是，兩者的區別在於，Lambda表達式在CIL中遍編譯成委托，而表達式樹被編譯成System.Linq.Expressions.Expression類型的一個數據結構。可查看AnalysisExpression類的代碼，以及Output()方法輸出的數據內容。

14.一個表達式樹是由零個或者多個其他表達式樹構成的，被包含的表達式樹存儲在Expression的Body屬性中。通常，語句Lambda和表達式Lambda可以互換使用，然而，不能將語句Lambda轉換成“表達式樹”，只能使用表達式Lambda語法來表示“表達式樹”。

public class DelegateSample
{
    //冒泡排序，基本排序處理
    public static void BubbleSort<TSource>(TSource[] items, Func<TSource, TSource, bool> predicate) where TSource : IComparable<TSource>, IEquatable<TSource>
    {
        if (items == null || items.Length < 2)
        {
            return;
        }
        TSource tempItem;
        /*第一種演算法，定點比較
        for (int i = 0; i < items.Length; i++)
        {
            for (int j = i; j < items.Length; j++)
            {
                if (predicate(items[i], items[j]))
                {
                    tempItem = items[i];
                    items[i] = items[j];
                    items[j] = tempItem;
                }
            }
        }*/
        //第二種演算法，逐一比較
        for (int i = items.Length - 1; i >= 0; i--)
        {
            for (int j = 1; j <= i; j++)
            {
                if (predicate(items[j - 1], items[j]))
                {
                    tempItem = items[j - 1];
                    items[j - 1] = items[j];
                    items[j] = tempItem;
                }
            }
        }
    }

    public static void Ascending()
    {
        int[] items = new int[] { 3, 2, 1, 4, 6, 5 };
        Console.WriteLine("升序前");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
        BubbleSort(items, (first, second) => first > second);
        Console.WriteLine("\n升序後");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
    }

    public static void Descending()
    {
        int[] items = new int[] { 3, 2, 1, 4, 6, 5 };
        Console.WriteLine("降序前");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
        BubbleSort(items, (first, second) => first < second);
        Console.WriteLine("\n降序後");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
    }
    //按字母排序
    public static void AlphabeticalGreaterThan()
    {
        int[] items = new int[] { 1, 12, 13, 5, 4, 6 };
        Console.WriteLine("排序前");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
        BubbleSort(items, (first, second) =>
        {
            int comparison = first.ToString().CompareTo(second.ToString());
            return comparison > 0;
        });
        Console.WriteLine("\n排序後");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
    }
    //委托的協變與逆變
    public static void CovariantAndContravariant()
    {
        //逆變
        Action<object> broadAction = delegate (object data) { Console.WriteLine(data); };
        Action<string> narrowAction = broadAction;

        //協變
        Func<string> narrowFunction = () => Console.ReadLine();
        Func<object> broadFunction = narrowFunction;

        //協變與逆變
        Func<object, string> func1 = (data) => data.ToString();
        Func<string, object> func2 = func1;
    }
    //Lambda表達式註意事項
    public static void NoticeMatter()
    {
        //錯誤：控制權不能離開Lambda表達式的主體。
        /*string[] args;
        Func<string> expression;
        switch (args[0])
        {
            case "/File":
                expression = () =>
                {
                    if (!File.Exists(args[1]))
                    {
                        break;
                    }
                    //...
                    return args[1];
                };
                //...
        }*/

        //不能在Lambda表達式內部進行初始化局部變數。
        /*int number;
        Func<string, bool> expression = text => int.TryParse(text, out number);
        if (expression("1"))
        {
            //錯誤：使用未賦值的局部變數
            Console.WriteLine(number);
        }

        int number:
        Func<int, bool> isFortyTwo = x => 42 == (number = x);
        if (isFortyTwo(42))
        {
            //錯誤：使用未賦值的局部變數
            Console.WriteLine(number);
        }*/
    }

    //升序，並記錄其比較的次數,編譯前
    public static void AscendingAndTime()
    {
        int comparisonCount = 0;
        int[] items = new int[] { 3, 2, 1, 4, 6, 5 };
        Console.WriteLine("升序前");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
        BubbleSort(items, (first, second) =>
        {
            comparisonCount++;
            return first > second;
        });
        Console.WriteLine("\n升序後");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
        Console.WriteLine("\n比較的次數 {0}", comparisonCount);
    }

    //升序，並記錄其比較的次數，編譯後
    public static void AscendingAndTimeOfCompiler()
    {
        _LocalDisplayClass_00001 locals = new _LocalDisplayClass_00001();
        locals.comparisonCount = 0;
        int[] items = new int[] { 3, 2, 1, 4, 6, 5 };
        Console.WriteLine("升序前");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
        BubbleSort(items, locals._AnonymousMethod_000000);
        Console.WriteLine("\n升序後");
        foreach (var item in items)
        {
            Console.Write("{0}\t", item);
        }
        Console.WriteLine("\n比較的次數 {0}", locals.comparisonCount);
    }

    private sealed class _LocalDisplayClass_00001
    {
        public int comparisonCount;

        public bool _AnonymousMethod_000000(int first, int second)
        {
            comparisonCount++;
            return first > second;
        }
    }
}

public class AnalysisExpression
{
    //輸出表達式樹的數據結構
    public void Output()
    {
        Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x > y;
        Console.WriteLine("------------{0}------------", expression);
        PrintNode(expression.Body, 0);
        Console.WriteLine("\n");
        expression = (x, y) => x * y > x + y;
        Console.WriteLine("------------{0}------------", expression);
        PrintNode(expression.Body, 0);
        Console.WriteLine("\n");
    }
    //列印表達式樹節點，一般表達式樹
    private void PrintNode(Expression expression, int indent)
    {
        if (expression is BinaryExpression)
        {
            PrintNode(expression as BinaryExpression, indent);
        }
        else
        {
            PrintSingle(expression, indent);
        }
    }
    //列印表達式樹節點，二元表達式樹
    private void PrintNode(BinaryExpression expression, int indent)
    {
        //表達式樹是一個數據集合，而通過遍曆數據，就可以將數據轉換成另一種格式。此處將數據直接轉換成對應的文本，然而，具體如何對數據進行解釋，完全是開發者自己決定。
        PrintNode(expression.Left, indent + 1);
        PrintSingle(expression, indent);
        PrintNode(expression.Right, indent + 1);
    }
    //列印單個表達式樹節點內容
    private void PrintSingle(Expression expression, int indent)
    {
        Console.WriteLine("{0," + indent * 5 + "}{1}", "", NodeToString(expression));
    }
    //節點轉到字元
    private string NodeToString(Expression expression)
    {
        string content;
        switch (expression.NodeType)
        {
            case ExpressionType.Multiply:
                content = "*";
                break;
            case ExpressionType.Add:
                content = "+";
                break;
            case ExpressionType.Divide:
                content = "/";
                break;
            case ExpressionType.Subtract:
                content = "-";
                break;
            case ExpressionType.GreaterThan:
                content = ">";
                break;
            case ExpressionType.LessThan:
                content = "<";
                break;
            default:
                content = string.Format("{0}({1})", expression, expression.NodeType);
                break;
        }
        return content;
    }
}
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---------------------以上內容根據《C#本質論 第三版》進行整理


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