在 C# 中优雅地初始化类实例数组

本文关键字：初始化 实例 数组 | 更新日期: 2024-10-20 22:03:35

假设我有一个这样的类：

public class Fraction
{
   int numerator;
   int denominator;
   public Fraction(int n, int d)
   {
      // set the member variables
   }
   // And then a bunch of other methods
}

我想以一种很好的方式初始化它们的数组，这篇文章是一大堆容易出错或语法繁琐的方法。

当然，数组构造函数会很好，但没有这样的事情：

public Fraction[](params int[] numbers)

所以我被迫使用这样的方法

public static Fraction[] CreateArray(params int[] numbers)
{
    // Make an array and pull pairs of numbers for constructor calls
}

这相对笨拙，但我看不出解决方法。

这两种形式都容易出错，因为用户可能会错误地传递奇数个参数，可能是因为他/她跳过了一个值，这会让函数挠头想知道用户真正想要什么。它可能会引发异常，但随后用户需要尝试/捕获。如果可能的话，我宁愿不将其强加给用户。因此，让我们强制执行配对。

public static Fraction[] CreateArray(params int[2][] pairs)

但是你不能用一种很好的方式称呼这个CreateArray，比如

Fraction.CreateArray({0,1}, {1,2}, {1,3}, {1,7}, {1,42});

你甚至做不到

public static Fraction[] CreateArray(int[2][] pairs)
// Then later...
int[2][] = {{0,1}, {1,2}, {1,3}, {1,7}, {1,42}};
Fraction.CreateArray(numDenArray);

请注意，这在C++中工作得很好(我很确定(。

你被迫做以下事情之一，这是令人憎恶的。语法很糟糕，当所有元素都具有相同的长度时，使用锯齿状数组似乎真的很尴尬。

int[2][] fracArray = {new int[2]{0,1}, /*etc*/);
Fraction.CreateArray(fracArray);
// OR
Fraction.CreateArray(new int[2]{0,1}, /*etc*/);

同样，Python 风格的元组是非法的，C# 版本也很糟糕：

Fraction.CreateArray(new Tuple<int,int>(0,1), /*etc*/);

使用纯 2D 数组可能采用以下形式，但这是非法的，我确信没有合法的方式来表达它：

public static Fraction[] CreateArray(int[2,] twoByXArray)
// Then later...
Fraction[] fracArray = 
    Fraction.CreateArray(new int[2,4]{{0,1}, {1,2}, {1,3}, {1,6}});

这不会强制执行配对：

public static Fraction[] CreateArray(int[,] twoByXArray)

好的，怎么样

public static Fraction[] CreateArray(int[] numerators, int[] denominators)

但是这两个数组可能有不同的长度。C++允许

public static Fraction[] CreateArray<int N>(int[N] numerators, int[N] denominators)

但是，好吧，这不是C++，是吗？

这种事情是非法的：

public static implicit operator Fraction[](params int[2][] pairs)

无论如何都是行不通的，再次因为令人憎恶的语法：

Fraction[] fracArray = new Fraction[](new int[2]{0,1}, /*etc*/ );

这可能很好：

public static implicit operator Fraction(string s)
{
    // Parse the string into numerator and denominator with
    // delimiter '/'
}

然后你可以做

string[] fracStrings = new string[] {"0/1", /*etc*/};
Fraction[] fracArray = new Fraction[fracStrings.Length];
int index = 0;
foreach (string fracString in fracStrings) {
    fracArray[index] = fracStrings[index];
}

我不喜欢这种方法，原因有五。第一，隐式强制转换不可避免地实例化了一个新对象，但我们已经有一个非常好的对象，即我们尝试初始化的对象。第二，阅读起来可能会令人困惑。第三，它迫使你明确地做我最初想要封装的事情。第四，它为不良格式留下了空间。第五，它涉及字符串文字的一次性解析，这更像是一个实用的笑话，而不是好的编程风格。

以下还需要浪费实例化：

var fracArray = Array.ConvertAll(numDenArray, item => (Fraction)item);

以下属性的使用具有相同的问题，除非您使用这些可怕的交错数组：

public int[2] pair {
    set {
        numerator = value[0];
        denominator = value[1];
    }
}
// Then later...
var fracStrings = new int[2,4] {{0,1}, /*etc*/};
var fracArray = new Fraction[fracStrings.Length];
int index = 0;
foreach (int[2,] fracString in fracStrings) {
    fracArray[index].pair = fracStrings[index];
}

此变体不会强制执行配对：

foreach (int[,] fracString in fracStrings) {
    fracArray[index].pair = fracStrings[index];
}

同样，无论如何，这种方法都很大。

这些都是我知道如何推导出的想法。有没有好的解决方案？

在 C# 中优雅地初始化类实例数组

我想不出一个优雅的，同时又有内存效率的数组解决方案。

但是，对于使用 C# 6 集合初始值设定项功能的列表(和类似内容(，有一个优雅的解决方案：

public static class Extensions
{
    public static void Add(this ICollection<Fraction> target, int numerator, int denominator)
    {
        target.Add(new Fraction(numerator, denominator));
    }
}

使用该扩展方法后，您可以轻松初始化Fraction列表，例如：

var list = new List<Fraction> { { 0, 1 }, { 1, 2 }, { 1, 3 }, { 1, 7 }, { 1, 42 } };

当然，虽然内存效率不高，但您可以使用它来初始化数组Fraction：

var array = new List<Fraction> { { 0, 1 }, { 1, 2 }, { 1, 3 }, { 1, 7 }, { 1, 42 } }.ToArray();

甚至通过使用隐式数组转换运算符声明列表派生类来使其更加简洁：

public class FractionList : List<Fraction>
{
    public static implicit operator Fraction[](FractionList x) => x?.ToArray();
}

，然后使用

Fraction[] array = new FractionList { { 0, 1 }, { 1, 2 }, { 1, 3 }, { 1, 7 }, { 1, 42 } };

您可以创建一个具有流畅界面的分数数组生成器。它会导致类似

public class FractionArrayBuilder
{
  private readonly List<Fraction> _fractions = new List<Fraction>();
  public FractionArrayBuilder Add(int n, int d)
  {
    _fractions.Add(new Fraction(n, d));
    return this;
  }
  public Fraction[] Build()
  {
    return _fractions.ToArray();
  }
}

可以使用调用

var fractionArray = new FractionArrayBuilder()
  .Add(1,2)
  .Add(3,4)
  .Add(3,1)
  .Build();

这是一个易于理解的说法。

我做了一个小提琴来演示。

对于您的特定示例，我能想到的最简洁的方法是为 Fraction 类编写一个隐式运算符：

public sealed class Fraction
{
    public Fraction(int n, int d)
    {
        Numerator   = n;
        Deniminator = d;
    }
    public int Numerator   { get; }
    public int Deniminator { get; }
    public static implicit operator Fraction(int[] data)
    {
        return new Fraction(data[0], data[1]);
    }
}

然后你可以像这样初始化它：

var fractions = new Fraction[]
{
    new [] {1, 2},
    new [] {3, 4},
    new [] {5, 6}
};

不幸的是，您仍然需要每行的new []，因此我认为这与正常的数组初始化语法相比没有太大收益：

var fractions = new []
{
    new Fraction(1, 2),
    new Fraction(3, 4),
    new Fraction(5, 6)
};

我想你可以用一个短名称写一个"本地"Func<>来简化初始化：

Func<int, int, Fraction> f = (x, y) => new Fraction(x, y);
var fractions = new []
{
    f(1, 2),
    f(3, 4),
    f(5, 6)
};

缺点是你需要在你想初始化数组的任何地方添加额外的行(初始化一个Func<> - 或者在类中有一个私有的静态方法 - 但是该方法将在整个类的范围内，如果它有一个单字母名称，这并不理想。

但是，这种方法的优点是它非常灵活。

我玩弄了调用内联函数的想法 _ ，但我真的不确定......

Func<int, int, Fraction> _ = (x, y) => new Fraction(x, y);
var fractions = new []
{
    _(1, 2),
    _(3, 4),
    _(5, 6)
};
相关文章：