请给我看一个显示“需要”代表（或）函数指针的情况

Posted 2023-02-22

【中文标题】请给我看一个显示“需要”代表（或）函数指针的情况

【英文标题】：Please show me a situtation which shows `need` for Delegates (or) function pointers

【发布时间】：2009-11-26 08:42:41

【问题描述】：

我将为正在学习级别程序员的学生上一堂关于“委托和回调”的课程。他们有基本的 c/c++ & c# 背景。而不是直接展示如何使用它们。我想展示“为什么使用函数指针？”第一的。我想从一个例子开始，问他们“你会怎么做”？并让他们意识到对某些东西的需求，然后将他们介绍给 FunctionPointers、Delegates 和 CallBacks。

那么，任何人都可以给我展示一个很好的例子，它表明需要 C# 中的委托（或）C/C++ 中的函数指针。我不想要 GUI 示例中的事件处理示例，也不想要通过 add2numbers 等示例演示“如何使用委托”。

我正在寻找一些实际示例，让他们可以感受到 FunctionPointers、Delegates 和 CallBacks 的需求。

如果有好的文章，请发表。

【问题讨论】：

我想你已经有了答案——当你需要在某种对话系统中异步接收信息时，“GUI 中的事件处理”回调几乎就是它们所需要的全部内容

【参考方案1】：

您可以向他们展示过滤软件中多个位置的项目列表的示例。

例如，您可能有

public List<Person> GetMale(List<Person> people)

   List<Person> results = new List<Person>();
   foreach (Person p in people)
   
       if (p.IsMale)
          results.Add(p);
   
   return results;

或

public List<Person> GetFemale(List<Person> people)

   List<Person> results = new List<Person>();
   foreach (Person p in people)
   
       if (!p.IsMale)
          results.Add(p);
   
   return results;

为避免在每个方法中重复 foreach 迭代，您需要提取实际条件（即在本例中为 谓词），并在其他地方实现它。

所以你将这两种方法替换为：

public List<Person> Filter(List<Person> people, Func<bool, Person> match)

   List<Person> results = new List<Person>();
   foreach (Person p in people)
   
       if (match(p))
          results.Add(p);
   
   return results;

然后在你的代码中这样调用它：

List<Person> malePersons = Filter(people, p => p.IsMale);
List<Person> femalePersons = Filter(people, p => !p.IsMale);

请注意，实际条件现在是在迭代块之外提取的，您可以重用相同的方法来创建您喜欢的任何自定义过滤逻辑。通过提取此逻辑，您将问题委派给其他人，使您的代码松散耦合。

使用 C# 2.0 匿名方法语法，调用此方法如下所示：

List<Person> malePersons = Filter(people, 
   delegate (Person p)  return p.IsMale; );
List<Person> femalePersons = Filter(people, 
   delegate (Person p)  return !p.IsMale; );

或使用实际方法：

List<Person> malePersons = Filter(people, MaleMatch);
List<Person> femalePersons = Filter(people, FemaleMatch);

其中谓词定义为：

private bool MaleMatch(Person p)
 
   return p.IsMale;


private bool FemaleMatch(Person p)
 
   return !p.IsMale;

需要注意的是，我们传递的不是这些方法的result，而是实际的方法“指针”，所以在Filter方法内部调用方法时会返回实际结果.

还要注意 LINQ in .Net 3.5 已经包含一个 Where 扩展方法，它与这个例子做同样的事情，以及许多其他使用委托来处理条件、投影和其他东西的方法，所以你基本上只需要传递一个委托带有适当的签名。

【参考方案2】：

我不确定您为什么不想使用 GUI 示例：“当我单击按钮时，我希望 X 发生 - 现在我如何表达 X？”的概念。挺好的。

其他例子：

我想发起一个话题：我如何表达我想要它做的事情？ 我要过滤一些数据：如何表达过滤器？ 我想投影一些数据：如何表达投影？ 我想从网络上异步下载一个文件：我如何表达我想要在下载完成后发生的事情？

基本上每一个都是在说“我想用一种简单的方式表达一些代码”。在每种情况下，您可以使用单个方法接口 - 委托/函数指针只是一种更方便的方式。

确实，如果有些学生习惯于使用单一方法接口（例如 Java 中的 Runnable），那么这可能是一个很好的起点。想象一下，如果您可以通过说“在此处使用此方法...”来实现接口（在 Java 7 中，您似乎可以做到这一点；他们使用单一方法接口和方法引用代替专用委托类型。）在 C# 背景下，您还可以将 IComparer<T> 接口与 Comparer<T> 委托进行比较。

当然，当您有了委托的概念后，您可以引入 lambda 表达式（如果它是 C# 课程），向他们展示能够“内联”表达那一点逻辑是多么有用。然后向他们展示使用 lambdas 作为闭包来与本地环境交互是多么有用...

【讨论】：

可能是因为 GUI 在学习时往往会分散注意力。一个“纯”的代码示例更重要，并没有假设那么多的库功能

@jalf：对于一个实际的代码示例，也许 - 但解释 概念 我认为它很有用。事实上，如果使用手写而不是使用设计器，GUI 代码示例仍然可以非常小。

【参考方案3】：

我将展示如何编写/使用通用排序函数/方法，它将回调参数作为谓词。

【讨论】：

这很好，至少如果他们已经学习了基本的排序算法的话。

【参考方案4】：

异步调用：您调用将在后台执行的方法（通常是远程服务调用），并且您想指定方法完成时将执行哪些代码（因为您确实需要知道方法何时完成）。更多详情请看这里：http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc301332.aspx

【讨论】：

叮叮你中奖了！有很多示例（按钮按下是最明显的 UI 操作），包括 I/O 完成例程等，需要在方法完成时执行一些代码（回调）。在按钮的情况下，可能只是在某些处理完成后重新启用按钮，以便该功能再次可用。按钮 -> 禁用按钮 -> 启动带回调的异步线程 -> 线程完成 -> 输入回调并重新启用按钮。这可以防止在按下按钮后长时间操作期间出现可怕的沙漏。博学的穴居人

【参考方案5】：

Observer-Pattern 就是一个例子。 Callbacks/Delegates 的主要原因是，您希望减少耦合并增加架构的灵活性以进行进一步的开发。

【参考方案6】：

委托允许您将代码视为数据，因此无论何时您想以某种方式完成某事，但将细节留给调用方委托，委托都会派上用场。排序可能是最好的例子，但如一些答案所示，还有许多其他例子。

例如假设你想计时。由于无论您在计时什么，您基本上都希望经历相同的计时步骤，因此您可以让您的计时方法采用一个委托并以一致的方式计时。在伪代码中它可能看起来像这样

TimeThis(method_pointer) 
   setup_timing();
   method_pointer(); // invoke the method
   report_timing();

【参考方案7】：

又一个例子

假设您要定义一个为f(x) 形式的任何函数绘制曲线的方法。第一次尝试

public DrawFunction(string f)

    for (int x = 0; x <= 10; x++) 
        DrawPoint( ??? ); // How are you calling f(x) here?
    

委托是将方法用作数据的一种手段。 IE。委托类型的变量或属性或参数可以存储方法。我们可以使用这样的委托来解决我们的问题：

public DrawFunction(Func<double, double> f)

    for (int x = 0; x <= 10; x++) 
        DrawPoint(10.0 * x, f(x));
    

假设我们已经定义了这个方法

public double Square(double x) 

    return x * x;

现在你可以像这样绘制函数了

DrawFunction(Square);

请注意，我们不会在这里调用（执行）Square，因此我们不会在Square 之后放置大括号()。

我们也可以使用 lambda 表达式。我们得到了同样的结果

DrawFunction(x => x*x);

另一条曲线

DrawFunction(x => 1.0/(1.0 + x*x));

【参考方案8】：

您可以举个例子，说明事件是如何在 .NET 中实现的；您的学生可以很容易地与之相关。

【参考方案9】：

致乔恩·斯基特。是的，每个委托都可以表示为单方法接口，但您不能在一个类中实现它的不同版本。使用委托（函数指针），您可以拥有任意数量的实现 - 不同的名称但相同的签名：

class C

  int Add(int a, int b)
  
    return a + b;
  
  int Mul(int a, int b)
  
    return a * b;
  
;

但是你不能两次实现同一个接口（参见我上面的 C 类）。对于 C++ 和 C#，尽管我们可以使用接口模拟委托。但是对于 C in 来说，是实现回调和运行时多态性的必要工具。在 C++ 和 C# 中，它非常适合兼容性和便利性。

【讨论】：

我真的不明白你的答案。如果您的语言同时支持接口和委托，那么单个方法接口和委托之间没有实际区别。你可以有很多委托，你可以有很多接口的实现。在实现一个接口时，你需要做更多的工作，但是你在接口中得到了比在委托中更强的封装（恕我直言，你可以用奇怪的方式更容易地实现委托）。除此之外，它们可以简单地互换。

是的，我知道委托比单一方法接口方便得多的方式......因此，关于“想象一下，如果你可以通过说“只使用这个方法”来实现一个接口这边...""

【参考方案10】：

namespace WindowsApplication10

    /// <summary>
    /// This delegate will be used by the button 
    /// </summary>
    public delegate Point GetCenter();

    public partial class Form1 : Form
    
        CentralButton central;
        public Form1()
        
            InitializeComponent();
            central = new CentralButton(this.GetCenter);
            this.Controls.Add(central);
        

        public Point GetCenter() 
        
            return new Point(this.Width / 2, this.Height / 2);
        

        protected override void OnSizeChanged(EventArgs e)
        
            base.OnSizeChanged(e);
            central.UpdateCenter();
        
    

    /// <summary>
    /// This button calculates its location in the center of the parent
    /// </summary>
    public class CentralButton : Button 
    
        GetCenter myGetCenterMethod;
        public CentralButton(GetCenter findCenterMethod)
        
            myGetCenterMethod = findCenterMethod;
        

        public void UpdateCenter()
        
            // use the delegate for obtain the external information
            this.Location = myGetCenterMethod();
        
    

【参考方案11】：

查看 Joel 的 Can your programming language do this? 文章。

他有几个很好的例子，有两个函数几乎做同样的事情，但使用不同的函数来完成某个任务。

alert("get the lobster");
PutInPot("lobster");
PutInPot("water");

alert("get the chicken");
BoomBoom("chicken");
BoomBoom("coconut");

使用作为参数传递的函数进行重构：

function Cook( i1, i2, f )

    alert("get the " + i1);
    f(i1);
    f(i2);


Cook( "lobster", "water", PutInPot );
Cook( "chicken", "coconut", BoomBoom );