条件表达式的短路求值与函数的延迟求值
延迟求值是 .NET的一个很重要的特性,在LISP语言,这个特性是依靠宏来完成的,在C,C++,可以通过函数指针来完成,而在.NET,它是靠委托来完成的。如果不明白什么是延迟求值的同学,我们先看看下面的一段代码:
static void TestDelayFunction()
{
TestDelayFunton1(true,trueFun3);
}
static void TestDelayFunton1(bool flag , Func<bool> fun )
{
if(flag)
fun();
}
在方法 TestDelayFunton1 中,函数型参数 fun 是否求值,取决于第一个参数 flag,如果它的值为false,那么函数 fun 是永远都不会被求值的,所以,这里函数 fun的求值被推迟到了方法TestDelayFunton1 的内部,而不是在参数计算的时候。
延迟求值很有用,它可以避免我们无谓的计算,比如上面的例子,这样可以节省计算成本,假如 fun的求值很耗时的话。
我们注意这一段代码:
if(flag)
fun();
其实它等价于一个逻辑表达式:
bool result= flag && fun();
在这个表达式中,fun() 函数是否求值,取决于变量 flag,这个功能叫做“短路”判断,“条件短路”功能正好实现了我们的“延迟求值”的功能,因此,我们可以得到如下推论:
任何时候一个函数fun如果需要延迟求值,那么都可以表示成 一个条件表达式:
(Test() && fun())
所以,前面的2个函数,本质上可以改写成下面的一个函数:
static void TestDelayFunton2(bool flag)
{
bool result = flag && trueFun3();
}
它将 TestDelayFunton1(true,trueFun3); 的形式调用,转换成了上面的一个函数调用。
当然,要让这种调用变得可用,我们还需要解决一个问题,就是函数 fun()的类型并不是 bool类型,这个问题处理很简单,将函数再包装下即可:
bool WarpFunction()
{
fun();
return true;
}
之后的调用将是这个样子的:
(Test() && WarpFunction())
对于本例,它其实等价于:
(flag && trueFun3())
如果是“聪明”的编译器,它是可以完成上面的转换的,下面给出一个完整的代码图片,这样你能够看得更清楚:
上面被标记的部分的2个函数,等价于下面这一个函数,也就是说,TestDelayFunton1 的调用变换成了 TestDelayFunton2的调用。
如果你对上面的这个过程还是不太明白,那么我们看看下面这个例子:
static bool trueFun1()
{
Console.WriteLine("call fun 1");
return true;
}
static bool falseFun2()
{
Console.WriteLine("call fun 2");
return false;
}
static bool trueFun3()
{
Console.WriteLine("call fun 3");
return true;
}
执行下面的代码,trueFun3都会被执行么?
if (trueFun1() && falseFun2() && (trueFun3()))
{
}
Console.WriteLine();
if (trueFun1() || falseFun2() || trueFun3())
{
}
假如你非常理解C#的“条件短路”特性,相信答案很快就出来了。
阅读完本文,你可能会问如此奇淫巧技,有何作用?
如果你深入研究.NET的委托,就会明白委托调用其实是将一个函数用对象进行包装,.NET自动为你生成了很多代码,性能上必然有所损耗,假如你在某些地方需要性能极致的代码,那么本文这个技巧一定可以帮助你,假如你还能够写出一个这种转换的编译器来,恭喜你,未来的大神就是你了!
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