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不能不说的C#特性-迭代器(下),yield以及流的延迟计算

作者: 横刀天笑  来源: 博客园  发布时间: 2008-09-23 13:26  阅读: 14601 次  推荐: 3   原文链接   [收藏]  

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private bool MoveNext()
    {
        
switch (this.<>1__state)
        {
            
case 0:
                
this.<>1__state = -1;
                
this.<i>5__1 = 0;
                
goto Label_006A;

            
case 1:
                
this.<>1__state = -1;
                
goto Label_005C;

            
default:
                
goto Label_0074;
        }
    Label_005C:
        
this.<i>5__1++;
    Label_006A:
        
if (this.<i>5__1 < 20)
        {
            Console.WriteLine(
this.<i>5__1.ToString());
            
if (this.<i>5__1 > 2)
            {
                
this.<>2__current = this.<i>5__1;
                
this.<>1__state = 1;
                
return true;
            }
            
goto Label_005C;
        }
    Label_0074:
        
return false;
    }

原来我们for循环里面的Console.WriteLine跑到这里来了,所以没等到MoveNext()调用,for里面的输出也是不会被执行的,因为每次遍历都要访问MoveNext()方法,所以没有等到返回结果里面的元素遍历完WithYield()也是不会退出的。现在我们的测试程序所表现出来的怪异行为是可以找到依据了,那就是:编译器在后台搞了鬼。

实际上这种实现在理论上是有支撑的:延迟计算(Lazy evaluation或delayed evaluation)在Wiki上可以找到它的解释:将计算延迟,直到需要这个计算的结果的时候才计算,这样就可以因为避免一些不必要的计算而改进性能,在合成一些表达式时候还可以避免一些不必要的条件,因为这个时候其他计算都已经完成了,所有的条件都已经明确了,有的根本不可达的条件可以不用管了。反正就是好处很多了。

延迟计算来源自函数式编程,在函数式编程里,将函数作为参数来传递,你想呀,如果这个函数一传递就被计算了,那还搞什么搞,如果你使用了延迟计算,表达式在没有使用的时候是不会被计算的,比如有这样一个应用:x=expression,将这个表达式赋给x变量,但是如果x没有在别的地方使用的话这个表达式是不会被计算的,在这之前x里装的是这个表达式。

看来这个延迟计算真是个好东西,别担心,整个Linq就是建立在这之上的,这个延迟计算可是帮了Linq的大忙啊(难道在2.0的时候,微软就为它的Linq开始蓄谋了?),看下面的代码:

var result = from book in books
    
where book.Title.StartWiths(“t”)
    select book
if(state > 0)
{
    
foreach(var item in result)
    {
        
//….
}
}

result是一个实现了IEnumerable接口的类(在Linq里,所有实现了IEnumerable接口的类都被称作sequence),对它的foreach或者while的访问必须通过它对应的IEnumerator的MoveNext()方法,如果我们把一些耗时的或者需要延迟的操作放在MoveNext()里面,那么只有等到MoveNext()被访问,也就是result被使用的时候那些操作才会执行,而给result赋值啊,传递啊,什么的,那些耗时的操作都没有被执行。

如果上面这段代码,最后由于state小于0,而对result没有任何需求了,在Linq里返回的结果都是IEnumerable的,如果这里没有使用延迟计算,那那个Linq表达式不就白运算了么?如果是Linq to Objects还稍微好点,如果是Linq to SQL,而且那个数据库表又很大,真是得不偿失啊,所以微软想到了这点,这里使用了延迟计算,只有等到程序别的地方使用了result才会计算这里的Linq表达式的值的,这样Linq的性能也比以前提高了不少,而且Linq to SQL最后还是要生成SQL语句的,对于SQL语句的生成来说,如果将生成延迟,那么一些条件就先确定好了,生成SQL语句的时候就可以更精练了。还有,由于MoveNext()是一步步执行的,循环一次执行一次,所以如果有这种情况:我们遍历一次判断一下,不满足我们的条件了我们就退出,如果有一万个元素需要遍历,当遍历到第二个的时候就不满足条件了,这个时候我们就可就此退出,后面那么多元素实际上都没处理呢,那些元素也没有被加载到内存中来。

延迟计算还有很多惟妙惟肖的特质,也许以后你也可以按照这种方式来编程了呢。写到这里我突然想到了Command模式,Command模式将方法封装成类,Command对象在传递等时候是不会执行任何东西的,只有调用它内部那个方法他才会执行,这样我们就可以把命令到处发,还可以压栈啊等等而不担心在传递过程中Command被处理了,也许这也算是一种延迟计算吧。

本文也只是很浅的谈了一下延迟计算的东西,从这里还可以牵扯到并发编程模型和协同程序等更多内容,由于本人才疏学浅,所以只能介绍到这个地步了,上面一些说法也是我个人理解,肯定有很多不妥地方,欢迎大家拍砖。

foreach,yield,这个我们平常经常使用的东西居然背后还隐藏着这么多奇妙的地方,我也是今天才知道,看来未来的路还很远很远啊。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

祝大家编程愉快

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标签:linq C# 迭代器

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