Effective C# 阅读笔记（四）

May 16, 2023

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1443 words

前言

为了提升一下自己的姿势水平，买了 Effective C# 和 More Effective C# 两本书，想一边阅读一边强迫自己做点笔记（主要是自己的理解），不然怕是看了就忘。另外手头还有一本《深入解析C# ( C# in Depth )》其实我已经阅读了一遍，但感觉没咋读懂，下次有机会也用这种方式重读一遍。

忙着搞秋招和毕业论文，以及自己是在是太能摸了，导致距离上次更新已经快一年了。不过以后工作还是要写.NET的，所以还是不能把相关学习落下，今天开始边写变更吧。今天这篇是 Effective C# 的第四章。

第四章合理地运用LINQ

LINQ全名Language Integrated Query，中文译为语言集成查询，简单来说就是用类似SQL语言的方式来对数据进行查询和操作，C#里提供了两种可使用的语法，分别是查询语法和方法语法。查询语法更贴近SQL语法，但其实我从来没写过...方法语法就是通过扩展方法实现了一系列方法，在数据集合之后调用，比如list.Where(n => n > 0).ToList();，我觉得使用起来更加方便，而且这个应该能算作是函数式编程吧。LINQ给数据操作还是带来了很大的方便的，尤其是写后端的时候操作数据库，像Java也是从8开始引进了stream，用起来感觉也很相似，之前实习的时候基本都是在写stream。

第29条优先考虑提供迭代器方法，而不要返回集合

当我们要返回一系列对象的时候，应该优先考虑提供迭代器方法而不是集合，这样可以立刻返回，并且等调用方需要实际使用的时候才会创建对应数据，节省时间和空间（就是yield return返回IEnumerable<T>而不是直接返回一个List）。举个最简单的例子来说，我可能需要用到所有非负int值组成的序列中的一部分，如果直接创建一个包含这些数值的List<int>很划不来，而通过Enumerable.Range(0, int.MaxValue)会返回IEnumerable<int>，可以在后续使用的时候再去生成数值。而如果调用方真的需要对这些数据反复使用或者缓存下来，那让他们自己调用ToList()或者ToArray()就好了，相当于提供了两种选择，方便灵活使用，因此即使调用方确实需要把数据保存到集合里，我们还是应该优先提供迭代器方法（其实LINQ就是基于这个原则的）。

另外在编写迭代器方法的时候要注意一个问题，就是参数检查和生成序列的逻辑分开写。因为如果合在一起的话：

// 求正数序列
public static IEnumerable<int> GeneratePositiveNumber(int first)
{
    // 参数检查
    if (first <= 0)
    {
        throw new ArgumentException("first must be postive", nameof(first));
    }
    
    // 序列生成
    var num = first;
    while (num <= int.MaxValue)
    {
        yield return num;
        num++;
    }
}

如果按照上面这么写的话，当进行var nums = GeneratePositiveNumber(-11);的时候，并不会抛出异常，只有当真正使用到nums里面的数值的时候，才会抛异常，这样很不合理而且难以诊断错误。因为编译器固定如此，无法修改，但我们可以把检查和生成分成两段函数来规避这个问题，例如：

// 求正数序列
public static IEnumerable<int> GeneratePositiveNumber(int first)
{
    // 参数检查
    if (first <= 0)
    {
        throw new ArgumentException("first must be postive", nameof(first));
    }
    
    // 序列生成
    return GeneratePositiveNumberImpl(first);
}

// 序列生成的实现
private static IEnumerable<int> GeneratePositiveNumberImpl(int first)
{
    var num = first;
    while (num <= int.MaxValue)
    {
        yield return num;
        num++;
    }
}

这样的话，调用的时候，在进入到迭代器方法之前就能抛出异常。

第30条优先考虑通过查询语句来编写代码，而不要使用循环语句

C#提供了经典的比如for、foreazh、while等循环结构，但他们的功能其实也可以通过查询语句来实现。与采用循环语句所编写的命令式结构相比，查询语句能够更为清晰地表现开发着的意图。比我想要打印一批成绩高于80分的学生的ID和姓名，用循环语句可以写成：

// 学生的定义
class Student
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Score { get; set; }
}

// 假设有100个学生的列表
var students = Enumerable.Repeat(new Student(), 100).ToList();

// 生成存放结果的列表
var idAndNameTextList = new List<string>();

// 逐个保存学生的ID和姓名
for (var i = 0; i < students.Count; i++)
{
    var student = students[i];
    if (student.Score >= 80)
    {
        idAndNameTextList.Add($"{students[i].Id}: {students[i].Name}");
    }
}

// 逐个打印学生的ID和姓名
foreach (var text in idAndNameTextList)
{
    Console.WriteLine(text);
}

可以发现这种写法更注重的是操作的方式而非操作的意图，上面这个例子因为简单所以还比较好能够一眼看出是在干什么，但是复杂的情况下可能就比较麻烦。而查询语句的写法如下，一句话解决：

// 挑选出学生中分数大于80分的，合并ID和姓名后把每个都打印出来
// ToList()是因为微软没给IEnumerable<T>提供ForEach的扩展方法，我不懂为什么，不过不少工具库里都会提供
students.Where(s => s.Score >= 80).Select(s => $"{s.Id}: {s.Name}").ToList().ForEach(t => Console.WriteLine(t));

可以看到这种写法的可读性很好，语义清晰。而且LINQ还提供了比如Max()、Min()、OrderBy()这些方法，可以大幅简化原来使用循环语句的写法（而且我觉的这样的链式调用真的很爽）。