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.NET中*延迟*特性的几个陷阱

 【IT168技术文档】

转载自Jeff Zhao的博客

    重复运算

 问题

 “延迟”的本意是“减少计算”,但是如果您使用不当,很可能反而会造成“重复计算”。例如,我们首先构建一个方法,它接受一个参数n,返回一个Func<int, bool>对象:

static Func<int, bool> DivideBy(int n)

 {

 return x =>

 {

 bool divisible = x % n == 0;

 Console.WriteLine(

 "{0} can be divisible by {1}? {2}",

 x, n, divisible ? "Yes" : "No");

 return divisible;

 };

 }

 返回的Func<int, bool>对象会根据传入的参数x,返回一个表示x能否被n整除的布尔值。在这过程中,还会向控制台输出一句话,例如:“10 can be divisible by 3? No”。每当看到这句话,则表明“经过了一次判断”。那么您是否知道,下面的代码会输出什么结果呢?

List<int> values = new List<int>();

 for (int i = 0; i < 10; i++) values.Add(i);

 var divideByTwo = values.Where(DivideBy(2));

 var divideByTwoAndThree = divideByTwo.Where(DivideBy(3));

 var divideByTwoAndFive = divideByTwo.Where(DivideBy(5));

 foreach (var i in divideByTwoAndThree) { }

 foreach (var i in divideByTwoAndFive) { }

 结果如下:

 0 can be divisible by 2? Yes

 0 can be divisible by 3? Yes

 1 can be divisible by 2? No

 2 can be divisible by 2? Yes

 2 can be divisible by 3? No

 3 can be divisible by 2? No

 4 can be divisible by 2? Yes

 4 can be divisible by 3? No

 5 can be divisible by 2? No

 6 can be divisible by 2? Yes

 6 can be divisible by 3? Yes

 7 can be divisible by 2? No

 8 can be divisible by 2? Yes

 8 can be divisible by 3? No

 9 can be divisible by 2? No

 0 can be divisible by 2? Yes

 0 can be divisible by 5? Yes

 1 can be divisible by 2? No

 2 can be divisible by 2? Yes

 2 can be divisible by 5? No

 3 can be divisible by 2? No

 4 can be divisible by 2? Yes

 4 can be divisible by 5? No

 5 can be divisible by 2? No

 6 can be divisible by 2? Yes

 6 can be divisible by 5? No

 7 can be divisible by 2? No

 8 can be divisible by 2? Yes

 8 can be divisible by 5? No

 9 can be divisible by 2? No

 您是否发现,无论是在遍历divideByTwoAndThree和divideByTwoAndFive序列时,都会从原有的values序列里重新判断每个元素是否能够被2整除?这就是.NET 3.5中“Where”的延迟特性,如果您在这里没有意识到这点,就可能会产生重复计算,浪费了计算能力。

 解决方案

 解决这个问题的方法就是在合适的时候进行“强制计算”。例如:

var divideByTwo = values.Where(DivideBy(2)).ToList();

 var divideByTwoAndThree = divideByTwo.Where(DivideBy(3));

 var divideByTwoAndFive = divideByTwo.Where(DivideBy(5));

 结果就变成了:

 0 can be divisible by 2? Yes

 1 can be divisible by 2? No

 2 can be divisible by 2? Yes

 3 can be divisible by 2? No

 4 can be divisible by 2? Yes

 5 can be divisible by 2? No

 6 can be divisible by 2? Yes

 7 can be divisible by 2? No

 8 can be divisible by 2? Yes

 9 can be divisible by 2? No

 0 can be divisible by 3? Yes

 2 can be divisible by 3? No

 4 can be divisible by 3? No

 6 can be divisible by 3? Yes

 8 can be divisible by 3? No

 0 can be divisible by 5? Yes

 2 can be divisible by 5? No

 4 can be divisible by 5? No

 6 can be divisible by 5? No

 8 can be divisible by 5? No

 此时,在获得divideByTwo序列时,就会立即进行计算,这样在遍历后两者时就不会重复计算1,3,5等元素了。

 异常陷阱

 问题

 请问您是否知道下面的代码有什么问题?

public static IEnumerable<string> ToString(IEnumerable<int> source)

 {

 if (source == null)

 {

 throw new ArgumentNullException("source");

 }

 foreach (int item in source)

 {

 yield return item.ToString();

 }

 }

 如果您没有看出来的话,不如运行一下这段代码:

 static void Main(string[] args)

 {

 IEnumerable<string> values;

 try

 {

 values = ToString(null);

 }

 catch (ArgumentNullException)

 {

 Console.WriteLine("Passed the null source");

 return;

 }

 foreach (var s in values) { }

 }

  请问,运行上面的代码是否会抛出异常?从代码的意图上看,在ToString方法的一开始我们会检查参数是否为null,然后抛出异常——这本应被catch语句所捕获。但是事实上,代码直到foreach执行时才真正抛出了异常。这种“延迟”执行违反了我们的实现意图。为什么会这样呢?您可以使用.NET Reflector反编译一下,查看一下yield语句的等价C#实现是什么样的,一切就清楚了。

 解决方案

 对于这个问题,一般我们可以使用一对public和private方法配合来使用:

public static IEnumerable<string> ToString(IEnumerable<int> source)

 {

 if (source == null)

 {

 throw new ArgumentNullException("source");

 }

 return ToStringInternal(source);

 }

 private static IEnumerable<string> ToStringInternal(IEnumerable<int> source)

 {

 foreach (int item in source)

 {

 yield return item.ToString();

 }

 }

  不妨再去查看一下现在的C#代码实现?

 资源管理

 问题

 由于是延迟执行,一些原本最简单的代码模式可能就破坏了。例如:

static Func<string> ReadAllText(string file)

 {

 using (Stream stream = File.OpenRead(file))

 {

 StreamReader reader = new StreamReader(stream);

 return reader.ReadToEnd;

 }

 }

 

使用using来管理文件的打开关闭是最容易不过的事情了,不过现在如果您通过ReadAllText(@"C:\abc.txt")方法获得的Func<string>对象,在执行时就会抛出ObjectDisposedException。这是因为原本我们意图中的顺序:

 打开文件

 读取内容

 关闭文件

 因为有“延迟”特性,这个顺序已经变为:

 打开文件

 关闭文件

 读取内容

 这怎么能不出错?

 解决方案

 有朋友说,这个容易:

static Func<string> ReadAllText(string file)

 {

 using (Stream stream = File.OpenRead(file))

 {

 StreamReader reader = new StreamReader(stream);

 string text = reader.ReadToEnd();

 return () => text;

 }

 }

 的确没有抛出异常了,但是这也丧失了“延迟”的特点了。我们必须让它能够在调用委托对象的时候,才去打开文件:

static Func<string> ReadAllText(string file)

 {

 return () =>

 {

 using (Stream stream = File.OpenRead(file))

 {

 StreamReader reader = new StreamReader(stream);

 return reader.ReadToEnd();

 }

 };

 }

 值得一提的是,using完全可以配合yield语句使用。也就是说,您可以编写这样的代码

static IEnumerable<string> AllLines(string file)

 {

 using (Stream stream = File.OpenRead(file))

 {

 StreamReader reader = new StreamReader(stream);

 while (!reader.EndOfStream)

 {

 yield return reader.ReadLine();

 }

 }

 }

 由此也可见C#编译器是多么的强大,它帮我们解决了非常重要的问题。

 闭包共享

 问题

 其实这个问题也已经被谈过很多次了,在这里提一下主要是为了保持内容的完整性。您认为,以下代码结果如何?

 List<Action> actions = new List<Action>();

 for (int i = 0; i < 10; i++)

 {

 actions.Add(() => Console.WriteLine(i));

 }

 foreach (var a in actions) a();

 它打印出来的结果是10个10,具体原因在《警惕匿名方法造成的变量共享》一文中已经有过描述,概括而来便是:各个action共享一个闭包,导致其中的“i”并不是独立的。

 解决方案

 解决这个问题的方法,只需让不同闭包访问的值相互独立即可。如:

 List<Action> actions = new List<Action>();

 for (int i = 0; i < 10; i++)

 {

 int  j = i; // 新增代码

 actions.Add(() => Console.WriteLine(j));

 }

 foreach (var a in actions) a();

原文地址:http://www.cnblogs.com/jeffreyzhao/archive/2009/06/08/laziness-traps.html

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