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C# Academy · 课时

可复用的泛型工具

构建小型、可复用的辅助工具：保护性检查、基于键的相等性比较器、纯函数的记忆化，以及简单的 Result 。

可复用的泛型工具 是 CoddyKit 上的免费 C# Academy 课时。 这是第 3 节课，共 3 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 C# Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C# Academy 课程共包含 3 节课。

工具包计划

目标：收集可在各个项目中复用的小型辅助工具。

  • 用于检查参数的Guard
  • 用于相等性判断的基于键的比较器
  • 用于记忆化纯函数的记忆化工具
  • 用于成功/错误流程的Result<T>

保护性检查

将参数验证集中到一个小型的Guard类中，并在方法开始时调用它。

using System;

public static class Guard
{
  public static T NotNull<T>(T value, string name) where T : class
  {
    if (value == null) throw new ArgumentNullException(name);
    return value;
  }

  public static string NotNullOrEmpty(string value, string name)
  {
    if (string.IsNullOrEmpty(value)) throw new ArgumentException("must not be null or empty", name);
    return value;
  }
}

public class Program
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    // OK
    string name = Guard.NotNullOrEmpty("Ada", "name");
    Console.WriteLine("Hello, " + name);

    // Uncomment to see guard throw:
    // Guard.NotNull<string>(null, "input");
  }
}

基于键的比较器

根据键比较复杂对象（例如标识），而不修改模型的 Equals/GetHashCode。

using System;
using System.Collections.Generic;

public sealed class KeyEqualityComparer<T, TKey> : IEqualityComparer<T>
{
  private readonly Func<T, TKey> _keySelector;
  private readonly IEqualityComparer<TKey> _keyComparer;

  public KeyEqualityComparer(Func<T, TKey> keySelector)
    : this(keySelector, EqualityComparer<TKey>.Default) {}

  public KeyEqualityComparer(Func<T, TKey> keySelector, IEqualityComparer<TKey> keyComparer)
  {
    if (keySelector == null) throw new ArgumentNullException("keySelector");
    if (keyComparer == null) throw new ArgumentNullException("keyComparer");
    _keySelector = keySelector;
    _keyComparer = keyComparer;
  }

  public bool Equals(T x, T y)
  {
    if (object.ReferenceEquals(x, y)) return true;
    if ((object)x == null || (object)y == null) return false;
    return _keyComparer.Equals(_keySelector(x), _keySelector(y));
  }

  public int GetHashCode(T obj)
  {
    if ((object)obj == null) return 0;
    TKey key = _keySelector(obj);
    return key == null ? 0 : _keyComparer.GetHashCode(key);
  }
}

public sealed class User
{
  public int Id;
  public string Name;
}

public class Program
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    List<User> list = new List<User>();
    list.Add(new User { Id = 1, Name = "Ada" });
    list.Add(new User { Id = 1, Name = "Ada Lovelace" }); // same Id -> considered equal
    list.Add(new User { Id = 2, Name = "Alan" });

    // Deduplicate by Id using a HashSet with our comparer
    HashSet<User> set = new HashSet<User>(new KeyEqualityComparer<User,int>(delegate(User u) { return u.Id; }));
    foreach (User u in list) set.Add(u);

    Console.WriteLine("Unique by Id = " + set.Count); // 2
  }
}

记忆化辅助方法

记忆化会缓存纯函数的结果。对于使用相同输入的重复调用，可以使用它。

using System;
using System.Collections.Generic;

public static class Memo
{
  // Wrap a pure function f: K -> V with a simple cache
  public static Func<TKey, TValue> Memoize<TKey, TValue>(Func<TKey, TValue> f)
  {
    if (f == null) throw new ArgumentNullException("f");
    Dictionary<TKey, TValue> cache = new Dictionary<TKey, TValue>();
    return delegate(TKey key)
    {
      TValue v;
      if (cache.TryGetValue(key, out v)) return v;
      v = f(key);
      cache[key] = v;
      return v;
    };
  }
}

public class Program
{
  static int SlowSquare(int x)
  {
    // Simulate work
    System.Threading.Thread.Sleep(100);
    return x * x;
  }

  public static void Main(string[] args)
  {
    Func<int,int> fast = Memo.Memoize<int,int>(SlowSquare);

    var t1 = DateTime.UtcNow; Console.WriteLine(fast(12));
    var t2 = DateTime.UtcNow; Console.WriteLine(fast(12)); // from cache
    var dt1 = (t2 - t1).TotalMilliseconds;

    var t3 = DateTime.UtcNow; Console.WriteLine(fast(12)); // from cache again
    var t4 = DateTime.UtcNow; var dt2 = (t4 - t3).TotalMilliseconds;

    Console.WriteLine("First vs cached ms: " + dt1 + " / " + dt2);
  }
}

Result<T> 包装器

最小化的Result<T>类型可以明确表示成功或错误，并且易于打印或测试。

using System;

public enum ResultKind { Ok, Error }

public sealed class Result<T>
{
  public ResultKind Kind;
  public T Value;            // valid when Ok
  public string Error;       // valid when Error

  private Result() {}

  public static Result<T> Ok(T value)
  {
    Result<T> r = new Result<T>();
    r.Kind = ResultKind.Ok;
    r.Value = value;
    r.Error = null;
    return r;
  }

  public static Result<T> Fail(string error)
  {
    if (string.IsNullOrEmpty(error)) throw new ArgumentException("error");
    Result<T> r = new Result<T>();
    r.Kind = ResultKind.Error;
    r.Error = error;
    r.Value = default(T);
    return r;
  }

  public override string ToString()
  {
    return Kind == ResultKind.Ok ? "OK: " + (Value == null ? "null" : Value.ToString())
                                 : "ERROR: " + Error;
  }
}

public class Program
{
  static Result<int> ParsePositiveInt(string s)
  {
    int n;
    if (!Int32.TryParse(s, out n)) return Result<int>.Fail("not a number");
    if (n <= 0) return Result<int>.Fail("must be > 0");
    return Result<int>.Ok(n);
  }

  public static void Main(string[] args)
  {
    Console.WriteLine(ParsePositiveInt("12"));
    Console.WriteLine(ParsePositiveInt("-1"));
    Console.WriteLine(ParsePositiveInt("x"));
  }
}

实用提示

提示：

  • 保持辅助工具小巧且职责明确。
  • 使用清晰的名称：Guard、KeyEqualityComparer、Memo。
  • 说明约束以及使用时机（Memo 适用于纯函数）。
  • 为每个辅助工具编写一个快速单元测试。

键比较器的作用

快速检查：基于键的相等比较器可以让您实现什么？

回顾

回顾：复用小型工具——使用Guard处理输入，使用KeyEqualityComparer处理相等性，使用Memo处理纯函数，使用Result<T>表示明确的结果。

常见问题解答

「可复用的泛型工具」课时是免费的吗？

是的 — 「可复用的泛型工具」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C# Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C# Academy 课程共包含 3 节课。

「可复用的泛型工具」这节课中我会学到什么？

构建小型、可复用的辅助工具：保护性检查、基于键的相等性比较器、纯函数的记忆化，以及简单的 Result 。 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C# Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C# Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C# Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 3 节课，共 3 节。

「可复用的泛型工具」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C# Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C# Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. unmanaged、notnull、new()（C# 6 模拟）
  2. 泛型数学（概览）与泛型特性（适用时）
  3. 可复用的泛型工具
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