Дмитpий Hecтepук

Блог о программировании — C#, F#, C++, архитектура, и многое другое

Archive for the ‘C#’ Category

Использование ImpromptuInterface в реализациях паттернов проектирования

5 комментариев

Вы наверняка уже знаете, что если отнаследоваться от DynamicObject, можно получить разные плюшки от DLR, такие как например возможность вызывать методы класса даже если у класса их нет, и все такое. Но знаете ли вы что можно «вывесить» этот ваш DynamicObject как абсолютно любой интерфейс? Зачем это надо, спросите вы — ну, для того чтобы реализовывать всякие паттерны проектирования. Вот парочка примеров.

Как это работает?

После добавления NuGet пакета ImpromptuInterface, у вас появится extension-метод ActLike<T>(), который будет доступен на всех объектах типа object. Параметр T в данном случае – это именно тип интерфейса который хочется вывесить наружу.

За кулисами этого вызова создается, конечно же, динамическая прокся, которая является одновременно и проксёй для оригинального объекта и при этом реализует нужный интерфейс.

А теперь давайте посмотрим для чего это надо.

Паттерн Null Object

Самый простой пример — это паттерн Null Object, т.е. объект, который ровным счетом ничего не делает.

Вот например, у вас есть интерфейс логирования

public interface ILog
{
  void Info(string msg);
  void Warn(string msg);
}

Потом вы используете этот механизм в каком-то другом классе, например логируете операции с банковским счетом:

public class BankAccount
{
  private ILog log;
  private int balance;
  public BankAccount(ILog log)
  {
    this.log = log;
  }
  public void Deposit(int amount)
  {
    balance += amount;
    // check for null everywhere
    log?.Info($"Deposited ${amount}, balance is now {balance}");
  }
  public void Withdraw(int amount)
  {
    if (balance >= amount)
    {
      balance -= amount;
      log?.Info($"Withdrew ${amount}, we have ${balance} left");
    }
    else
    {
      log?.Warn($"Could not withdraw ${amount} because balance is only ${balance}");
    }
  }
}

Представьте теперь, что логирование вам нафиг не сдалось. Что делать? Передавать null нельзя, будут NRE везде где вызовы, ведь safe call operator ?. повсеместно разработчики, как правило, не используют. Ждем non-nullable types в C#8 или позже.

Один вариант — просто сделать фейковый класс:

public sealed class NullLog : ILog
{
  public void Info(string msg)
  {
    
  }
  public void Warn(string msg)
  {
    
  }
}

Это и есть «каноническая» реализация паттерна Null Object, но она получается легко только когда членов у класса мало, или же ReSharper под рукой. В целом, не хочется писать всю эту муть, особенно если вас не так сильно волнует перформанс.

Итак, третий, «ядерный» вариант с использование ImpromptuInterface. Делаем класс со следующей сигнатурой:

public class Null<T> : DynamicObject where T:class
{
  ⋮

T параметр выше – как раз тип интерфейса. Теперь можно сделать из класса этакий псевдо-singleton (на самом деле нет, создаем каждый раз):

⋮
public static T Instance 
{
  get
  {
    if (!typeof(T).IsInterface)
      throw new ArgumentException("I must be an interface type");
    return new Null<T>().ActLike<T>();
  }
}
⋮

Магия в том, что мы делаем Null<T>, сохраняя тип аргумента, но вывешиваем его не как Null<T> а просто как T.

А что дальше? Дальше нам нужно перехватывать вызовы методов, например:

  ⋮
  public override bool TryInvokeMember(InvokeMemberBinder binder, 
    object[] args, out object result)
  {
    result = Activator.CreateInstance(binder.ReturnType);
    return true;
  }
}

Код выше смотрит на тип возвращаемого значения метода и берет его дефолтную реализацию, т.е. вызывает new T() через System.Activator — это конечно же чревато тем, что если у класса нет дефолтного конструктора, то result будет равен null что очень грустно но не критично если вы не будете пытаться этим результатом пользоваться.

Вот собственно и всё, наш null object готов:

var log = Null<ILog>.Instance;
var ba = new BankAccount(log);
ba.Deposit(100); // логирования не будет

Динамическая Прокси

А теперь давайте представим «обратный» сценарий: у вас есть класс банковского счета, вы хотите добавить логирование «со стороны».

public interface IBankAccount
  {
    void Deposit(int amount);
    bool Withdraw(int amount);
    string ToString();
  }
  public class BankAccount : IBankAccount
  {
    private int balance;
    private int overdraftLimit = -500;
    public void Deposit(int amount)
    {
      balance += amount;
      WriteLine($"Deposited ${amount}, balance is now {balance}");
    }
    public bool Withdraw(int amount)
    {
      if (balance - amount >= overdraftLimit)
      {
        balance -= amount;
        WriteLine($"Withdrew ${amount}, balance is now {balance}");
        return true;
      }
      return false;
    }
    public override string ToString()
    {
      return $"{nameof(balance)}: {balance}";
    }
  }

Допустим что вы хотите логировать количество методов, которые вызываются на BankAccount. Для этого мы снова делаем динамическую проксю, только в этот раз мы уже агрегируем нужный нам объект:

public class Log<T> : DynamicObject where T : class, new()
{
  private readonly T subject;
  private Dictionary<string, int> methodCallCount =
    new Dictionary<string, int>();
  protected Log(T subject)
  {
    this.subject = subject;
  }
  ⋮

Далее можно сварганить фабричный метод, который будет делать тип Log<T> и выдывать его как интерфейс I. Например:

⋮
public static I As<I>() where I : class
{
  if (!typeof(I).IsInterface)
    throw new ArgumentException("I must be an interface type");
  return new Log<T>(new T()).ActLike<I>();
}
⋮

Теперь нам нужно сделать так, чтобы при вызове метода, метод-то вызывался, но кол-во методов тоже записывалось. Для этого нужно перегрузить TryInvokeMember():

⋮
public override bool TryInvokeMember(InvokeMemberBinder binder, object[] args, out object result)
{
  try
  {
    // logging
    WriteLine($"Invoking {subject.GetType().Name}.{binder.Name} with arguments [{string.Join(",", args)}]");
    // more logging
    if (methodCallCount.ContainsKey(binder.Name)) methodCallCount[binder.Name]++;
    else methodCallCount.Add(binder.Name, 1);
    result = subject.GetType().GetMethod(binder.Name).Invoke(subject, args);
    return true;
  }
  catch
  {
    result = null;
    return false;
  }
}
⋮

Что делает код выше? Ну, помимо логирования количества вызовов, он через reflection вызывает нужный метод на объекте и сохраняет результат. Если вдруг падает исключение — что поделать, бывает, пишет в результат null, и всё.

Ну и наконец, если вам вдруг надо чтобы работал честный ToString() на объекте, но он декорировал существующий ToString() того типа, на котором ведется логирование, то это можно сделать вот так:

  ⋮
  public string Info
  {
    get
    {
      var sb = new StringBuilder();
      foreach (var kv in methodCallCount)
        sb.AppendLine($"{kv.Key} called {kv.Value} time(s)");
      return sb.ToString();
    }
  }
  
  // will not be proxied automatically
  public override string ToString()
  {
    return $"{Info}{subject}";
  }
}

Вот собственно и всё, теперь можно юзать вот эту проксю как-то вот так:

var ba = Log<BankAccount>.As<IBankAccount>();
ba.Deposit(100);
ba.Withdraw(50);
WriteLine(ba);

Заключение

Возможность вывесить любой интерфейс из DynamicObject-а бывает очень удобной. Идинственное что за эту возможность придется платить перформансом, так что класть это в продакшн или нет – решать вам. Но в тестировании бывает полезно.

Если вам интересны паттерны, у меня есть более 10 часов видосиков по паттернам в C#/.NET. Enjoy!

Written by Dmitri

4 мая 2017 at 12:41

Опубликовано в C#, Design Patterns

.NET-ный enum в стиле Rust

2 комментария

Как вы уже наверное знаете, у разных языков (C#, Java, Rust, …) понимание того что такое enum (перечисление) абсолютно разное. Иногда мне в C# хочется чтобы было как в Rust, да и в C++ тоже. Поэтому это рассказ про то, как сделать «хорошо» на примере C#.

Однородный тип

Давайте начнем. Например, чтобы писать

Color color = Color.Red;

нужно чтобы Color.Red имел тот же тип что и Color. То есть, если утрировать, можно и так написать:

public class Color
{
  private byte r, g, b, a;
  public Color(byte r, byte g, byte b, byte a)
  {
    this.r = r;
    this.g = g;
    this.b = b;
    this.a = a;
  }
  public static Color Red = new Color(255, 0, 0, 255);
}

Вопрос теперь только в том как генерить все это многообразие. В Rust ничего особо писать не надо, а в C#, как видите, нужно сделать очень много телодвижений. Но результат практически тот же.

Что-то мы потеряли, а что-то приобрели. Потеряли мы все Enum.GetValues(), т.е. возможность получить все предопределенные цвета. Как их вернуть? Ну наверное как-то вот так:

public static Color Red = new Color(255, 0, 0, 255);
public static Color Blue = new Color(0, 0, 255, 255);
public static Color[] Values = new[] {Red, Blue};

Что ещё продолбано? Ну, имена этих переменных. Ой! А вот это непросто будет сделать:

private BiDictionary<string, Color> colors = new BiDictionary<string, Color>
{
  ["Red"] = Red,
  ["Blue"] = Blue
};
public IEnumerable<string> Names => colors.Keys;
public IEnumerable<Color> Values => colors.Values;
public Color this[string name] => colors[name];
public string this[Color color] => colors.Reverse[color]; // возможно излишне?
private string ToStringImpl()
{
  return $"{nameof(r)}: {r}, {nameof(g)}: {g}, {nameof(b)}: {b}, {nameof(a)}: {a}";
}
public override string ToString()
{
  if (colors.Reverse.ContainsKey(this)) return colors.Reverse[this];
  return ToStringImpl();
}

BiDictionary как вы поняли – это словарь который работает в обе стороны, чтобы можно было быстро искать. Реализации подобного есть в тырнете, плюс самому на коленке написать тоже несложно.

Итак, всё ли мы реализовали? Да вроде да, можно использовать

Color red = Color.Red;
Color my = new Color(255, 0, 255, 0);

и вывод будет вот такой:

Red
r: 255, g: 0, b: 255, a: 0

Дискриминированное объединение

Пока все просто, давайте пример посложнее уже. Типичный пример вычисления со всякой неоднородной начинкой выглядит как-то так:

type IntOrBool =
  | Boolean of bool
  | Integer of int // это не раст, это F#

Ха! То есть смотрите, у вас есть два абсолютно разных типа, с разными данными, и они должны приводиться к некому типу IntOrBool. Первое что приходит в голову — это абстрактный класс вроде

public abstract class IntOrBool
{
  public int Tag => this is Integer ? 0 : 1;
  public bool IsInteger => this is Integer;
  public bool IsBoolean => this is Boolean;
  public static Boolean NewBoolean(bool value) => new Boolean(value);
  public static Integer NewInteger(int value) => new Integer(value);
}

Ну и соответственно каждый из наследников должен выглядеть как-то вот так:

public class Integer : IntOrBool
{
  public int Value { get; set; }
  public Integer(int value)
  {
    Value = value;
  }
  // делаем вид что мы int
  public static implicit operator Integer(int value)
  {
    return new Integer(value);
  }
  public static implicit operator int(Integer integer)
  {
    return integer.Value;
  }
}

Но дальше у нас те же проблемы что и ранее — как сделать ToString(), как вывести список всех возможных типов объединения? Мы точно знаем как это делает F# — он для этого использует атрибуты, и по сути поиск всех классов превращается в использование Reflection. Что уныло. А что если сделать вот так?

public static Type[] Cases = new[] {typeof(Boolean), typeof(Integer)};

В конечном счете, что мы теряем? Ладно, пора уже попробовать использовать все это в типичном (насколько это возможно для такого синтетического примера) сценарии:

IntOrBool foo = 0; // FAIL :(

Опа, уже нифига не работает. Хотели удобство а получилось не очень. Что, еще операторов? Пожалуйста

public static implicit operator IntOrBool(int value) => NewInteger(value);
public static implicit operator IntOrBool(bool value) => NewBoolean(value);

ок, теперь можно инициализировать, а можно ли проверять if-ом?

IntOrBool foo = 0;
if (foo is Integer bar)
{
  int i = bar;
  WriteLine(i);
}

Кривоватенько, но работает. foo is int bar конечно же писать нельзя. Ну и выборку по шаблону в стиле case Integer(i) пока тоже в C# не сделали.

Да, насчет ToString() — тут будет просто GetType().ToString() для кейсов у которых нет собственных данных. То есть будут порождаться типы даже там, где они не нужны. Для F# это как бы норма (в F# например, любой переданный оператор превращается в struct), но в C# это не очень хорошо, хотя опять же, ничего критичного.

Вообщем вот такой финт ушами, не дающий особых плющек, т.к. ко всему этому нужен умный switch и полноценный pattern matching. Да, и Deconstruct(), если вы его реализуете, не поможет для типов которые имеют один member. Сорри! ■

Written by Dmitri

14 апреля 2017 at 0:47

Опубликовано в C#

Tagged with

Что нового в C# 7

2 комментария

Ну что, всех можно поздравить с релизом VS2017? Для начала, я пожалуй признаюсь что я давно уже (время наверное на месяцы пошло) использую Rider (и даже запилил по нему видеокурс), но релиз VS2017 — это не только релиз слегка медленной, 32-битной Windows-only IDE которая даже не умеет правильно рисовать лигатуры. Это еще и релиз новых версий компиляторов — именно того, что Microsoft нам обещали делать out-of-band, но обещание оказалось наглой ложью, как для C++ так и для C#.

Что же, давайте посмотрим что там в новом сишарпике…

Локальные методы

Вообще, проблемы с локальными методами толком не было, т.к. в любой функции можно декларировать лямбда-переменную, что и есть по сути метод. Так что в C#7 это разве что привели в более удобоваримый вид:

public static Tuple<double,double> Solve(double a, double b, double c)
{
  double CalculateDiscriminant()
  {
    return b * b - 4 * a * c;
  }
  var disc = CalculateDiscriminant();
  return Tuple.Create(
    (-b + Math.Sqrt(disc)) / (2 * a),
    (-b - Math.Sqrt(disc)) / (2 * a)
  );
}

Что мы можем заметить в примере выше? Правильно, вложенная функция умеет захватывать окружение, в т.ч. аргументы внешней функции. И конечно же дать функции CalculateDiscriminant аргументы a,b,c не получилось бы, т.к. эти имена уже заняты.

Ложка дегтя — расположение метода в другом методе может быть где угодно, то есть можно сначала использовать а потом задекларировать. Это на любителя, конечно, но тут главное — прямые руки и здравый смысл.

Касательно полезности фичи: мне норм. Этот подход позволяет плодить меньше членов на уровне класса, а баловаться с лямбдами напряжно т.к. для любой лямбды нужно определить тип Func<int,Foo,string> и это порой бывает утомительно — хотя в некоторых случаях Решарпер помогает. Вообще было бы лучше если бы нам позволяли еще делать локальные статические переменные прямо в методах, как это позволяет делать C++.

Out-переменные

Обычно как было: декларация переменной это statement. Все, теперь это по сути expression т.к.:

string s;
if (DateTime.TryParse(s, out DateTime dt))
{
  // используем dt
}

Это чисто «сахарная» фича, и резонным будет вопрос — а что если DateTime не пропарсится а мы все равно попытаемся ей воспользоваться? Ну, тут все просто — у этой штуки будет дефолтное значение. Но зато заметьте, dt имеет тот же scope, что и строка s.

Кортежи

Кортежи уже были в C#, но вставлены они были криво: все эти Item1, Item2 не добавляли к удобству пользования, и кому-то могло показаться что рано или поздно нам вообще подсунут variadic templates. Но разрабы поймали себя и все-таки сделали что-то годное:

public static (double x1, double x2) Solve(double a, double b, double c)
{
  var disc = CalculateDiscriminant();
  double CalculateDiscriminant()
  {
    return b * b - 4 * a * c;
  }
  return (
    (-b + Math.Sqrt(disc)) / (2 * a), 
    (-b - Math.Sqrt(disc)) / (2 * a)
  );
}

И вызвать можно это вот так:

var (x1, x2) = QuadraticEquationSolver.Solve(1, 10, 16);
Console.WriteLine(x1 + ", " + x2);

Ну а если декларировать кортежи на месте, то правила те же самые, и есть варианты — давать элементам кортежа имена или нет:

var names = (first: "Dmitri", last: "Nesteruk");
Console.WriteLine(names.first);

Как видите, кортеж определяется как тип через скобочки и список типов (т.е. (double,double) условно-эквивалентно ValueTuple<double,double>). Но ложка дегтя тут огромная: для всего этого нужен внешний пакет System.ValueTuple. Что?!?!?

Спокойно, очевидно что просто эту тему недопилили и ValueTuple<T, ...>, который должен был быть в .NET 4.6.2 BCL просто туда не попал. Что это за класс? Да просто еще одна реализация кортежа, но в этот раз вся ее суть закрыта синтаксическим сахаром вроде того что я привел выше. Если кому интересно что под капотом, вот сорцы.

Expression-bodied members

На момент C#6, некоторые вещи можно было писать как expression bodies, т.е например void Foo(x) => x+1; делал вполне себе валидный метод. Сейчас же, это счастье распространилось помимо методов и пропертей еще на конструкторы/деструкторы, геттеры и сеттеры:

class Person
{
  Person() => Names = new[]{"Nameless One"};
  public int FirstName
  {
    get => Names[0]; // ну вы поняли
  }
}

Вообще вся эта expression bodied тематика экономит хорошо так символов. Единственное что мне не нравится это каша вроде

class Person
{
  bool CanVote => Age <= 16; // без лигатур - коряво :(
}

но это просто один конкретный пример того как можно получить нечитаемый код.

Throw Expressions

Тут мне 2017 студия осмелилась подправить Решарперный код. Было что-то вроде этого:

class Foo
{
  Foo(Bar bar)
  {
    if (bar == null) throw new SomeException();
    this.bar = bar;
  }
}

но теперь оказывается можно писать вот так

class Foo
{
  Foo(Bar bar)
  {
    this.bar = bar ?? throw new SomeException();
  }
}

Интересный ход конем, однако. Хорошо ли бросать из места где ожидается конкретный return value? Ну, если компилятор может это безопасно обработать, почему бы и нет — главное потом не пытаться прочитать поле, которое мы так и недописали.

Pattern matching

Когда-то я писал про самопальный pattern matching, но тут сделали реальную реализацию.

Начнем с простого — теперь проверку на тип можно сделать прямо в if-е и сразу получить и проверку и приведенный тип:

if (shape is Rectangle rc)
{
  var area = rc.Width * rc.Height;
}

Ну и потом нам разрешили делать switch на этом месте:

Shape s = new Rectangle { width = 0, height = 0 };
switch (s)
{
  case Rectangle rc when (rc.width == rc.height):
    Console.WriteLine("It's a square!");
    break;
  case Circle c:
    break;
}

Заметьте ключевое слово when выше. Ничего не напоминает? Правильно, F#. Но конечно F# все еще лидирует в этом плане. Хотя бы потому, что в F# можно делать алгебраические типы данных, что очень полезно когда ты, например, что-нибудь структурированное парсишь, например MathML.

Ну хорошо, смотрите, хоть что-то сделали. Конечно, нельзя мэтчить на Rectangle(42, double h) — это откинули на будущее. И switch на кортежах тоже пока не работает. Грусть-печаль.

Ref returns

Как вернуть элемент массива by reference? Ну строго говоря, можно запинить весь массив и попытаться вернуть указатель в unsafe. Но теперь есть более гуманный способ — ref на чем угодно.

int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3 };
ref int refToSecond = ref numbers[1];
refToSecond = 123;
Console.WriteLine(string.Join(",",numbers)); // 1, 123, 3

Хмм, ну это хорошо конечно, но со списком такое не пройдет

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3 };
ref int second = ref numbers[1]; // A property or indexer cannot be used⋮

Хмм, да, полезность сей затеи стремится к нулю. Нельзя например сослаться на букву в строке.

Все это — простой aliasing, то есть еще одно имя для той же самой переменной. Это не «ссылка на область памяти» т.к. это обычно требует слово fixed чтобы вменяемо работать в unsafe контексте, а у нас все тут safe.

Да, теперь можно и из метода ref на переданный ref возвращать, то есть возможно вот такое мракобесие:

static ref int Min(ref int x, ref int y) {
  if (x < y)
    return ref x;
  else
    return ref y;
}
⋮
int a = 1, b = 2;
 ref int c = ref Min(ref a, ref b);
c = 123; // a == 123!!!

Holy s~t, посмотрите сколько тут раз ref написано. Даже в вызове используется ref Min(...) потому что если ты опустишь этот ref это значит что тебе не нужен референс на значение, а нужно само значение.

int d = Min(ref a, ref b); // вполне валидно, d == 1

Проблема тут в том, что этот ref — это то же самое что референсы в C++, из-за которых теперь в уютном сишарпике можно писать треш вроде Min(ref a, ref b) += 123 (по сути делает a += 123), что абсолютно отвратительно для читания и понимания. К тому же, неопытные программисты тут же будут ломиться и возвращать адреса локальных переменных, что делать нельзя:

static ref int Foo()
{
  int x = 0;
  return ref x; // не скомпилируется - cannot return local by reference
}

Хотя помнится что году так в 2012, Липперт угрожал что они могут и этот сценарий поддержать.

Что еще тут?

Теперь можно делать подчеркивания в литералах: int x = 123_456;. Также появились бинарные литералы — теперь можно писать var literal = 1100_1011_____0101_1010_1001;. Подчеркиваний может быть сколько угодно.

Pattern matching — все самое вкусное не попало в C#7, ждем следующих версий. Должны быть всякие вот такие штуки поддержаны:

switch (foo)
{
  case 123: ⋮
  case MyEnum.Stuff: ⋮
  case string s: ⋮
  case Point(int x, 321) where x > 0: ⋮
  case Point(12, 23) : ⋮
  default: ⋮
}

Record types — не вошли, будут в C#8 наверное.

Ну вообщем как-то так. А вы заметили насколько шустрее стал компилятор C#7? Серьезно, видимо опять что-то подкрутили с инкрементальностью. Кстати, в VS2015 сделали обалденные улучшения инкрементальности C++, а тут кажется улучшили C#. У меня «горячая» компиляция летает, хотя «холодная» все еще тормозит как и раньше.

Наверняка что-то еще из фич забыл, напишите в комментариях. ■

Written by Dmitri

13 марта 2017 at 10:54

Опубликовано в C#

Мысли о «новом» обещанном нам C#

9 комментариев

Как вы понимаете, Microsoft сейчас толком не до языковых фич т.к. сам компилятор переделали и даже уже сами переключились на Roslyn в процессе разработки, что как бы намекает на большие планы на 2014. Соответственно, те фичи которые Мадс осветил на NDC London не являются системообразующими, поэтому получите список:

  • Первичный конструктор в стиле class Size(int cx, int cy) { ... }, где как вы догадались, cx и cy это значения которые потом можно присвоить пропертям. Позволяет писать new Size(320,240), и вообще своровано с F#.
  • Возможность задавать значения readonly свойствам в стиле public int Width { get; } = cx. Даже не знаю что тут сказать – у меня часто свойства еще и в UI используются, а там все равно будет поле, так что нет разницы. (Ждите от Roslyn автореализации INPC? Не дождетесь.)
  • Property expressions, т.е. возможность писать property get без собственно блока get{}, return и прочих излишеств:
    public int Area => Width * Height;
    
  • Та же тема для методов. Фактически, просто удаление скобочек и return, но я уже вижу как новички пихают в эти стейтменты всякий мусор:
    public Point Move(int dx, int dy) => new Point(X + dx, Y + dy);
    
  • params IEnumerable, потому что когда хочется неограниченное число аргументов, то IEnumerable удобнее чем массив? На самом деле, могли как в D попробовать делать вещи через convention over configuration, т.е. вместо ключевого слова params просто сказать, что если есть только один параметр и он IEnumerable<T> или T[], то давать пользователям передавать массив через Foo(a,b,c) – и все были бы довольны.
  • Monadic null checking означает что вместо person.With(x => x.Address).With(x => x.HouseName) можно написать person?.Address?.HouseName, и везде будут проверки на null. Шикарно конечно, может немного поздновато, к тому же как показала практика, проверка на null – это не единственный concern, которых можно вкладывать в цепочки из лямбд.
  • Вывод типов для конструкторов, т.е. вместо Tuple.Create(foo,bar) можно наконец-то писать new Tuple(foo,bar)
  • Инлайновые декларации для out параметров по мне так самый большой фейл, пожалуй. Идея в том чтобы можно было писать
    if (foo.TryGetValue(out int x))
    {
      // use x, it's already been declared!
    }
    

    Ну и конечно идея в том что если параметров возврата несколько, то это как бы упрощает жизнь. Знаете что еще упрощает жизнь?

    let (x1,x2) = SolveQuadratic(1,10,16);
    

    И не важно, получили ли мы кортеж из (x1,x2) или просто две переменных – главное что результат метода записывается в том месте, в котором вы ожидаете, а не в аргументе, где декларации переменной – явно не место.

  • Импорт типа в пространство имен: уже хорошо, сделаем using System.Math чтобы не пользоваться поистине невменяемыми с точки зрения здравого смысла конструкциями вроде Math.Sin(). Хотя это только полумера: еще нужно удалить заглавные буквы (ну зачем они?), добавить оператор возведения в степень (с целочисленной перегрузкой), и уже будет можно дышать. Но разве ж кто-то об этом думает?

Ничего из списка выше особо не впечатляет. Гораздо интересней сам Roslyn (все же надеюсь что он будет «готов» к VS2014), ну и как это не странно, С++ сейчас развивается как-то быстрее, причем без всякого переписывания компилятора. ■

Written by Dmitri

21 декабря 2013 at 13:36

Опубликовано в C#

Управление подписками на события

8 комментариев

Итак, небольшая заметка на тему того, как я работаю с подписками на события. Проблема такая: у меня есть XMPP-клиент, он генерирует тучу событий, которые хочется отловить, но помимо этого, еще иногда нужно делать reset этому клиенту, напрочь удаляя все подписки и создавая новые.

Для начала, я создаю класс DisposableCollection который умеет вызывать Dispose() на каждом элементе коллекции:

public sealed class DisposableCollection : Collection<IDisposable>, IDisposable
{
  public void Dispose()
  {
    foreach (var obj in this)
      obj.SafeDispose();
  }
}

SafeDispose() в коде выше – это всего лишь Dispose() с проверкой на null. Метод также возвращает «флаг успешности», что порой бывает полезно.

public static bool SafeDispose(this IDisposable thіs)
{
  if (thіs != null)
  {
    thіs.Dispose();
    return true;
  }
  return false;
}

Еще один extension method — это инверсия потока управления для добавления элементов в коллекцию:

public static T AddTo<T>(this T thіs, Collection<T> coll)
{
  coll.Add(thіs);
  return thіs;
}

А теперь всем этим можно пользоваться. Для подписок используем ReactiveExtensions.

public sealed class XmppConnectionManager : IResetable
{
  private XmppClient client;
  private DisposableCollection subscriptions;
  private void InitializeEvents()
  {
    // wire up events
    Observable.FromEventPattern<ExceptionEventArgs>(x => client.OnError += x, x => client.OnError -= x)
      .Subscribe(x => OnError(x.EventArgs))
      .AddTo(subscriptions);
    Observable.FromEventPattern<EventArgs>(x => client.OnLogin += x, x => client.OnLogin -= x)
      .Subscribe(x => OnLogin(x.EventArgs))
      .AddTo(subscriptions);
    ...
  }
}

Соответственно, если нужно вдруг отписаться от всех подписок, это делается очень быстро:

subscriptions.SafeDispose();

А теперь загадка: почему методы расширения, приведенные выше, компилируются несмотря на название параметра thіs? Дам намек: как ключевое слово имя параметра не подсветилось.

Written by Dmitri

2 августа 2011 at 6:27

Опубликовано в .NET, C#, rx

Хранение preset-ов в setting-ах

4 комментария

Сегодня я зарелизил версию 1.7.2 Типографикса, добавив всего одну фичу – возможность держать несколько наборов настроек. Сделал я это для того, чтобы можно было сохранять настройки редактора для разных платформ – в моем случае, для этого блога и devtalk, а также для Хабра, ГДН, CodeProject’а и других систем.

Примечательно то, что простенькая задача сохранить в словарике несколько пресетов и потом записать все это в Properties.Settings превратилась в непростую затею.

Первая попытка

Сначала я сделал все правильно: создал Dictionary<string, ConversionOptions>, то есть мэп названий пресетов на их значения, и тупо попробовал записать все это в настройки. Ничего не получилось. Оказывается, большое количество классов в WPF (такие как Color или Thickness) не сериализуются! Это значит, что по сути дела чтобы сериализовать тип мне нужно их выкинуть!

Следующей проблемой оказалось то, что .Net бросал исключение при попытке сериализовать событие PropertyChanged. Это правда очень быстро релилось прописыванием [field: NonSerialized], но толком делу не помогло.

Вторая попытка

Проблема в том, что несмотря на то, что все работало, настройки отказались записывать Dictionary<>. Никаких исключений не было, тип просто не сохранялся в Properties.Settings и воответственно при попытке считать, возвращался null.

Самое простое в этом случае (точно так же как и в случае с несериализуемыми типами) – это сконвертировать структуру не в XML а в… JSON! (Формат выбран произвольно.) Соответственно, я скачал ServiceStack.Text и заменил тип свойств в Settings на string. В результате, сериализация происходит вот так:

Settings.Default["OptionPresets"] =
  JsonSerializer.SerializeToString(OptionPresets, typeof (Dictionary<string, ConversionOptions>));

Ну а что касается тех «несериализуемых» полей то, увы, приходится делать строковые или аналогичные backing fields, со всемы вытекающими последствиями.

Written by Dmitri

5 июня 2011 at 23:22

Опубликовано в .NET, C#

Уравнения на F# проще чем на C#?

22 комментария

На недавней встрече, посвещенной языку F#, я показал как якобы «элегантно» можно описывать математические функции на F#. А сейчас сел и задумался – так ли это на самом деле? Давайте разберемся.

Квадратное уравнение

Начнем с примера, приведенного мною на встрече – решения квадратного уравнения. Казалось бы – что может быть проще?

Сразу можно сделать несколько сравнений C# и F# для этого примера:

  • Возвращаются 2 значения, а следовательно F# выигрывает за счет того что не надо писать Tuple.Create, а тому кто эти значения получит не надо использовать абсолютно ничего не значащие свойства Item1 и Item2
  • Математические binding’и у F# намного «ближе» чем у C#, а следовательно в этом случае (да и в общем), ваш код на F# не будет испачкан явным вызовом статических функций вроде Math.Sqrt. Меня всегда это бесило в C# т.к. сложные вычисления становится еще сложнее читать.
  • Ни C# ни F# не умеют работать с оператором ±. Но если в C# нам придется тупо вызывать вычисления дважды, в F# мы можем просто определить функцию конечного вычисления, а потом передать в нее операторы (+) и (-).

В результате получим следующее сравнение:

C#

public Tuple<double,double> SolveQuadraticEquation(double a, double b, double c)
{
  double discRoot = Math.Sqrt(b*b-4.0*a*c);
  double x1 = (-b + discRoot) / (2 * a);
  double x2 = (-b - discRoot) / (2 * a);
  return Tuple.Create(x1, x2);
}

F#

let solveQuadratic a b c =
  let disc = b * b - 4.0 * a *c
  let calc op = (op (-b) (sqrt disc)) / (2.0*a)
  (calc (+), calc(-))

Пока что разница небольшая – в одну строчку, если не считать фигурных скобок. А спорим я могу сократить эту разницу практически до нуля? Вот, пожалуйста:

C#

public Tuple<double, double> SolveQuadraticEquation(double a, double b, double c)
{
  double q = -0.5 * (b + Math.Sign(b) * Math.Sqrt(b * b - 4 * a * c));
  return Tuple.Create(q / a, c / q);
}

F#

let solveQuadraticEquation a b c =
  let q = -0.5 * (b + (sign b |> float) * sqrt(b * b - 4.0 * a * c))
  (q / a, c / q) //           ^^^^^^^^ WTF?!?

Пример на F# должен вызвать у вас возмущение – с какой это радости результат (sign b) должен быть приведен к типу float?1 А дело все в непродуманности API, согласно которому sign(x) – это всегда int (могли бы сделать тем же типом что и аргумент), а также крайне жесткой системе типов в которой float + int * float не воспринимается и никак не вычисляется.

Такое странное поведение F# унаследовано из OCaml и требуется для правильного вывода типов. Если вам действительно интересны причины – можно почитать тут. Мне же это лишь палки в колеса. Да, и я знаю что можно было бы написать sign(float b) или что-то в этом роде. Тут как бы без разницы, все равно «не очень».

Комплексные решения

Ну да ладно, а вот вопрос – что будет если дискриминанта (Δ) меньше нуля? С одной стороны, и C# и F# поддерживает комплексные типы данных (см. System.Numerics). Если сделать вид что мы все будем передавать как комплексные числа (так проще?), то получим вот такой вот код:

C#

public Tuple<Complex, Complex> SolveQuadraticEquation3(double a, double b, double c)
{
  double det = b * b - 4 * a * c;
  double absRoot = Math.Sqrt(Math.Abs(det));
  Complex root = det < 0 ? new Complex(0, absRoot) : new Complex(absRoot, 0);
  Complex q = -0.5 * (b + Math.Sign(b) * root);
  return Tuple.Create(q / a, c / q);
}

F#

let solveQuadratic3 a b c =
  let complex v = Complex(v, 0.0)
  let det = b * b - 4.0 * a * c
  let absRoot = sqrt(det |> abs)
  let root = if det < 0.0 then Complex(0.0, absRoot)
                          else Complex(absRoot, 0.0)
  let q = -(complex 0.5) * ((complex b) + (sign b |> float |> complex) * root)
  (q / complex(a), complex(c) / q)

Эээ, ну что я могу сказать? F# определенно превносит массу головной боли. Проблема тут как раз в том, что в C# нам доступны операторы автоконверсии вроде floatComplex, но в F# они попросту не работают! Поэтому вы можете либо определить их как функции (благо у них есть имя op_Implicit), либо же просто вызвать конструктор как делаю я.2

Заключение

То ли я чего-то недопонимаю, то ли F# действительно неудобен для работы с математикой? Ведь если нужно каждый int кастовать во float, а каждый float в Complex, и так далее, то это же сколько лишнего, никому не нужного и мешающего восприятию кода надо написать?

Критика welcome! А то может я что не так написал?

Заметки

  1. Напоминаю, что float в F# – это double в C#. А C#-ный float в F# называется float32.
  2. Тут еще хочется заметить что if который выбирает какой Complex создавать как бы не нужно — можно было вместо этого написать Complex.Sqrt(new Complex(b*b-4*a*c, 0.0)). Проблема только в том что в результате этого вычисления Real-значение будет чуточку отличаться от нуля. Например sqrt(Complex(-4.0, 0.0)) равен (1.22460635382238E-16, 2).

Written by Dmitri

5 февраля 2011 at 10:52

Опубликовано в .NET, C#, f#