本文将为您提供关于Swift值类型,引用类型,深拷贝,浅拷贝,Copy,MutableCopy的详细介绍,我们还将为您解释swift值类型和引用类型的相关知识,同时,我们还将为您提供关于.NET中的六
本文将为您提供关于Swift 值类型,引用类型,深拷贝,浅拷贝,Copy,MutableCopy的详细介绍,我们还将为您解释swift 值类型和引用类型的相关知识,同时,我们还将为您提供关于.NET中的六个重要概念:栈、堆、值类型、引用类型、装箱和拆箱、5张图搞懂Java引用拷贝、深拷贝、浅拷贝、C# 对象比较(值类型、引用类型)、C#值类型、引用类型、泛型、集合、调用函数的表达式树实践的实用信息。
本文目录一览:- Swift 值类型,引用类型,深拷贝,浅拷贝,Copy,MutableCopy(swift 值类型和引用类型)
- .NET中的六个重要概念:栈、堆、值类型、引用类型、装箱和拆箱
- 5张图搞懂Java引用拷贝、深拷贝、浅拷贝
- C# 对象比较(值类型、引用类型)
- C#值类型、引用类型、泛型、集合、调用函数的表达式树实践
Swift 值类型,引用类型,深拷贝,浅拷贝,Copy,MutableCopy(swift 值类型和引用类型)
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我的stackoverflow
前言:Swift相对应Objective C来说,它不再需要绝大部分对象继承自NSObject
,所以Swift的类型和Objective C的变量类型也不一致。
Value Type/Reference Type
什么是值类型,引用类型?
二者最主要的差别在于当copy发生的时候,注意,当在Swift中使用赋值符号的时候发生的都是copy,这个在最后我会解释为什么。
Struct是值类型
struct S{ var num = -1 } var a = S() var b = a a.num = 10 print(b.num) //-1
可以看到,值类型拷贝后的内存是这个样子的
再来看看引用类型
class S{ var num = -1 } var a = S() var b = a a.num = 10 print(b.num) // 10
总结
值类型或者引用类型在赋值的时候都是copy,值类型拷贝累实际的内存(value),而饮用类型只是拷贝了指针,仍然指向最开始的内存区域
什么是值类型or 引用类型?
- Class的实例是引用类型
- Swift方法类型是引用类型(在Swift中,方法也是一种类型)
- 其余的都是值类型,像Array,Dictionary本质都是Struct。
值类型的优点
优点还是很明显的,每次得到的都是一个copy,这样就可以放心的运行,没必要担心其他代码修改这个值。尤其是在多线程环境里。
值类型每次都会进行copy吗?
并不是每次都是要copy的,当值并不会改变的时候,Swift并不会进行copy。例如
let a = 1;let b = a
.
什么时候用值类型/引用类型?
用值类型
- 当你希望用
==
来比较的时候 - 赋值后有独立的状态
- 数据在多线程中使用
引用类型
- 当你希望用
===
来比较的时候(注意,这里三个等号) - 创建共享的可变数据
copy/Mutablecopy
对于不可变类型,举例Nsstring
代码
let str1 = Nsstring(string: "123") let str2 = str1.copy() as! Nsstring let str3 = str1.mutablecopy() as! NSMutableString NSLog("最初: %p",str1) NSLog("copy: %p",str2) NSLog("mutablecopy: %p",str3)
可以看到Log
2015-12-01 12:07:41.861 SWTest[1082:40543] 最初: 0x7fd1d3d74cb0 2015-12-01 12:07:41.862 SWTest[1082:40543] copy: 0x7fd1d3d74cb0 2015-12-01 12:07:41.862 SWTest[1082:40543] mutablecopy: 0x7fd1d3d18c80
可以看到,对于不可变类型
- copy 是浅拷贝,只拷贝指针
- mutablecopy 是深拷贝,拷贝了value
对于可变类型,举例NSMutableString
let str1 = NSMutableString(string: "123") let str2 = str1.copy() as! Nsstring let str3 = str1.mutablecopy() as! NSMutableString NSLog("最初: %p",str1) NSLog("copy: %p",str2) NSLog("mutablecopy: %p",str3)
可以看到Log
2015-12-01 12:10:35.721 SWTest[1113:43822] 最初: 0x7fba89e8a850 2015-12-01 12:10:35.721 SWTest[1113:43822] copy: 0xa000000003332313 2015-12-01 12:10:38.006 SWTest[1113:43822] mutablecopy: 0x7fba89e8a960
可以看到,对于可变类型
- copy 深拷贝,拷贝了value
- mutablecopy 是深拷贝,拷贝了value
对于不可变集合
线写一个辅助方法,打印NSArray中对象指向的地址
func logArrayElementPointAddeRSS(array:NSArray,description:String){ for element in array{ let object = element as! NSObject NSLog("%@: %p",description,object) } }
然后
let array = NSArray(arrayLiteral: Nsstring(string: "123"),NSNumber(int: 12)) let array1 = array.copy() as! NSArray let array2 = array.mutablecopy() as! NSMutableArray NSLog("最初: %p",array) NSLog("copy: %p",array1) NSLog("mutablecopy: %p",array2) logArrayElementPointAddeRSS(array,description: "最初") logArrayElementPointAddeRSS(array1,description: "copy后") logArrayElementPointAddeRSS(array2,description: "mutablecopy后")
看看Log
2015-12-01 12:18:46.252 SWTest[1156:50909] 最初: 0x7f9c304afcb0 2015-12-01 12:18:46.253 SWTest[1156:50909] copy: 0x7f9c304afcb0 2015-12-01 12:18:46.253 SWTest[1156:50909] mutablecopy: 0x7f9c30403980 2015-12-01 12:18:46.255 SWTest[1156:50909] 最初: 0x7f9c304b4d30 2015-12-01 12:18:46.255 SWTest[1156:50909] 最初: 0xb0000000000000c2 2015-12-01 12:18:46.255 SWTest[1156:50909] copy后: 0x7f9c304b4d30 2015-12-01 12:18:46.256 SWTest[1156:50909] copy后: 0xb0000000000000c2 2015-12-01 12:18:46.256 SWTest[1156:50909] mutablecopy后: 0x7f9c304b4d30 2015-12-01 12:18:46.256 SWTest[1156:50909] mutablecopy后: 0xb0000000000000c2
可以看到,对于不可变集合
- 对于集合本身,copy只是拷贝了指针,指针仍然指向最初的Array对象
- 对于集合本身,Mutablecopy拷贝了value
- 对于集合中存储的对象,不管是copy还是mutablecopy,都是浅拷贝。
画个图加深理解
对于NSArray的copy
对于NSArray的Mutablecopy
对于可变集合
let array = NSMutableArray(arrayLiteral: Nsstring(string: "123"),description: "mutablecopy后")
可以看到Log
2015-12-01 12:31:22.818 SWTest[1209:61916] 最初: 0x7f937ad73d90 2015-12-01 12:31:22.818 SWTest[1209:61916] copy: 0x7f937ad91fb0 2015-12-01 12:31:22.819 SWTest[1209:61916] mutablecopy: 0x7f937ad73190 2015-12-01 12:31:22.819 SWTest[1209:61916] 最初: 0x7f937ac0c100 2015-12-01 12:31:22.820 SWTest[1209:61916] 最初: 0xb0000000000000c2 2015-12-01 12:31:22.820 SWTest[1209:61916] copy后: 0x7f937ac0c100 2015-12-01 12:31:22.820 SWTest[1209:61916] copy后: 0xb0000000000000c2 2015-12-01 12:31:22.820 SWTest[1209:61916] mutablecopy后: 0x7f937ac0c100 2015-12-01 12:31:22.820 SWTest[1209:61916] mutablecopy后: 0xb0000000000000c2
可以看到,对于可变集合
- 对于集合本身,copy拷贝了value
- 对于集合本身,Mutablecopy拷贝了value
- 对于集合中存储的对象,不管是copy还是mutablecopy,都是浅拷贝
最后
欢迎关注Leo的CSDN博客,我会持续更新iOS/Objective C/Swift相关的博客
.NET中的六个重要概念:栈、堆、值类型、引用类型、装箱和拆箱
内容导读
•概述
•当你声明一个变量背后发生了什么?
•堆和栈
•值类型和引用类型
•哪些是值类型,哪些是引用类型?
•装箱和拆箱
•装箱和拆箱的性能问题
一、概述
本文会阐述六个重要的概念:堆、栈、值类型、引用类型、装箱和拆箱。本文首先会通过阐述当你定义一个变量之后系统内部发生的改变开始讲解,然后将关注点转移到存储双雄:堆和栈。之后,我们会探讨一下值类型和引用类型,并对有关于这两种类型的重要基础内容做一个讲解。
本文会通过一个简单的代码来展示在装箱和拆箱过程中所带来的性能上的影响,请各位仔细阅读。
二、当你声明一个变量背后发生了什么?
当你在一个.NET应用程序中定义一个变量时,在RAM中会为其分配一些内存块。这块内存有三样东西:变量的名称、变量的数据类型以及变量的值。
上面简单阐述了内存中发生的事情,但是你的变量究竟会被分配到哪种类型的内存取决于数据类型。在.NET中有两种可分配的内存:栈和堆。在接下来的几个部分中,我们会试着详细地来理解这两种类型的存储。
三、存储双雄:堆和栈
为了理解栈和堆,让我们通过以下的代码来了解背后到底发生了什么。
public void Method1() { // Line 1 int i=4; // Line 2 int y=2; //Line 3 class1 cls1 = new class1(); }
代码只有三行,现在我们可以一行一行地来了解到底内部是怎么来执行的。
•Line 1:当这一行被执行后,编译器会在栈上分配一小块内存。栈会在负责跟踪你的应用程序中是否有运行内存需要
•Line 2:现在将会执行第二步。正如栈的名字一样,它会将此处的一小块内存分配叠加在刚刚第一步的内存分配的顶部。你可以认为栈就是一个一个叠加起来的房间或盒子。在栈中,数据的分配和解除都会通过LIFO (Last In First Out)即先进后出的逻辑规则进行。换句话说,也就是最先进入栈中的数据项有可能最后才会出栈。
•Line 3:在第三行中,我们创建了一个对象。当这一行被执行后,.NET会在栈中创建一个指针,而实际的对象将会存储到一个叫做“堆”的内存区域中。“堆”不会监测运行内存,它只是能够被随时访问到的一堆对象而已。不同于栈,堆用于动态内存的分配。
•这里需要注意的另一个重要的点是对象的引用指针是分配在栈上的。 例如:声明语句 Class1 cls1; 其实并没有为Class1的实例分配内存,它只是在栈上为变量cls1创建了一个引用指针(并且将其默认职位null)。只有当其遇到new关键字时,它才会在堆上为对象分配内存。
•离开这个Method1方法时(the fun):现在执行控制语句开始离开方法体,这时所有在栈上为变量所分配的内存空间都会被清除。换句话说,在上面的示例中所有与int类型相关的变量将会按照“LIFO”后进先出的方式从栈中一个一个地出栈。
•需要注意的是:这时它并不会释放堆中的内存块,堆中的内存块将会由垃圾回收器稍候进行清理。
现在我们许多的开发者朋友一定很好奇为什么会有两种不同类型的存储?我们为什么不能将所有的内存块分配只到一种类型的存储上?
如果你观察足够仔细,基元数据类型并不复杂,他们仅仅保存像 ‘int i = 0’这样的值。对象数据类型就复杂了,他们引用其他对象或其他基元数据类型。换句话说,他们保存其他多个值的引用并且这些值必须一一地存储在内存中。对象类型需要的是动态内存而基元类型需要静态内存。如果需求是动态内存的话,那么它将会在堆上为其分配内存,相反,则会在栈上为其分配。
四、值类型和引用类型
既然我们已经了解了栈和堆的概念了,是时候了解值类型和引用类型的概念了。值类型将数据和内存都保存在同一位置,而一个引用类型则会有一个指向实际内存区域的指针。
通过下图,我们可以看到一个名为i的整形数据类型,它的值被赋值到另一个名为j的整形数据类型。他们的值都被存储到了栈上。
当我们将一个int类型的值赋值到另一个int类型的值时,它实际上是创建了一个完全不同的副本。换句话说,如果你改变了其中某一个的值,另一个不会发生改变。于是,这些种类的数据类型被称为“值类型”。
当我们创建一个对象并且将此对象赋值给另外一个对象时,他们彼此都指向了如下图代码段所示的内存中同一块区域。因此,当我们将obj赋值给obj1时,他们都指向了堆中的同一块区域。换句话说,如果此时我们改变了其中任何一个,另一个都会受到影响,这也说明了他们为何被称为“引用类型”。
五、哪些是值类型,哪些是引用类型?
在.NET中,变量是存储到栈还是堆中完全取决于其所属的数据类型。比如:‘String’或‘Object’属于引用类型,而其他.NET基元数据类型则会被分配到栈上。下图则详细地展示了在.NET预置类型中,哪些是值类型,哪些又是引用类型。
六、装箱和拆箱
现在,你已经有了不少的理论基础了。现在,是时候了解上面的知识在实际编程中的使用了。在应用中最大的一个意义就在于:理解数据从栈移动到堆的过程中所发生的性能消耗问题,反之亦然。
考虑一下以下的代码片段,当我们将一个值类型转换为引用类型,数据将会从栈移动到堆中。相反,当我们将一个引用类型转换为值类型时,数据也会从堆移动到栈中。
不管是在从栈移动到堆还是从堆中移动到栈上都会不可避免地对系统性能产生一些影响。
于是,两个新名词横空出世:当数据从值类型转换为引用类型的过程被称为“装箱”,而从引用类型转换为值类型的过程则被成为“拆箱”。
如果你编译一下上面这段代码并且在ILDASM(一个IL的反编译工具)中对其进行查看,你会发现在IL代码中,装箱和拆箱是什么样子的。下图则展示了示例代码被编译后所产生的IL代码。
七、装箱和拆箱的性能问题
为了弄明白到底装箱和拆箱会带来怎样的性能影响,我们分别循环运行10000次下图所示的两个函数方法。其中第一个方法中有装箱操作,另一个则没有。我们使用一个Stopwatch对象来监视时间的消耗。
具有装箱操作的方法花费了3542毫秒来执行完成,而没有装箱操作的方法只花费了2477毫秒,整整相差了1秒多。而且,这个值也会因为循环次数的增加而增加。也就是说,我们要尽量避免装箱和拆箱操作。在一个项目中,如果你需要装箱和装箱,请仔细考虑它是否是绝对必不可少的操作,如果不是,那么尽量不用。
虽然以上代码段没有展示拆箱操作,但其效果同样适用于拆箱。你可以通过写代码来实现拆箱,并且通过Stopwatch来测试其时间消耗。
以上就是.NET中的六个重要概念:栈、堆、值类型、引用类型、装箱和拆箱 的内容。
5张图搞懂Java引用拷贝、深拷贝、浅拷贝
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在开发、刷题、面试中,我们可能会遇到将一个对象的属性赋值到另一个对象的情况,这种情况就叫做拷贝。拷贝与Java内存结构息息相关,搞懂Java深浅拷贝是很必要的!
在对象的拷贝中,很多初学者可能搞不清到底是拷贝了引用还是拷贝了对象。在拷贝中这里就分为引用拷贝、浅拷贝、深拷贝进行讲述。
引用拷贝
引用拷贝会生成一个新的对象引用地址,但是两个最终指向依然是同一个对象。如何更好的理解引用拷贝呢?很简单,就拿我们人来说,通常有个姓名,但是不同场合、人物对我们的叫法可能不同,但我们很清楚哪些名称都是属于"我"的!
当然,通过一个代码示例让大家领略一下(为了简便就不写get、set等方法):
class Son {
String name;
int age;
public Son(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
public class test {
public static void main(String[] args) {
Son s1 = new Son("son1", 12);
Son s2 = s1;
s1.age = 22;
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println("s1的age:" + s1.age);
System.out.println("s2的age:" + s2.age);
System.out.println("s1==s2" + (s1 == s2));//相等
}
}
输出的结果为:
Son@135fbaa4
Son@135fbaa4
s1的age:22
s2的age:22
true
浅拷贝
如何创建一个对象,将目标对象的内容复制过来而不是直接拷贝引用呢?
这里先讲一下浅拷贝,浅拷贝会创建一个新对象,新对象和原对象本身没有任何关系,新对象和原对象不等,但是新对象的属性和老对象相同。具体可以看如下区别:
-
如果属性是基本类型(int,double,long,boolean等),拷贝的就是基本类型的值;
-
如果属性是引用类型,拷贝的就是内存地址(即复制引用但不复制引用的对象) ,因此如果其中一个对象改变了这个地址,就会影响到另一个对象。
如果用一张图来描述一下浅拷贝,它应该是这样的:
如何实现浅拷贝呢?也很简单,就是在需要拷贝的类上实现Cloneable接口并重写其clone()方法。
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
在使用的时候直接调用类的clone()方法即可。具体案例如下:
class Father{
String name;
public Father(String name) {
this.name=name;
}
@Override
public String toString() {
return "Father{" +
"name=''" + name + ''\'''' +
''}'';
}
}
class Son implements Cloneable {
int age;
String name;
Father father;
public Son(String name,int age) {
this.age=age;
this.name = name;
}
public Son(String name,int age, Father father) {
this.age=age;
this.name = name;
this.father = father;
}
@Override
public String toString() {
return "Son{" +
"age=" + age +
", name=''" + name + ''\'''' +
", father=" + father +
''}'';
}
@Override
protected Son clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Son) super.clone();
}
}
public class test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Father f=new Father("bigFather");
Son s1 = new Son("son1",13);
s1.father=f;
Son s2 = s1.clone();
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println("s1==s2:"+(s1 == s2));//不相等
System.out.println("s1.name==s2.name:"+(s1.name == s2.name));//相等
System.out.println();
//但是他们的Father father 和String name的引用一样
s1.age=12;
s1.father.name="smallFather";//s1.father引用未变
s1.name="son222";//类似 s1.name=new String("son222") 引用发生变化
System.out.println("s1.Father==s2.Father:"+(s1.father == s2.father));//相等
System.out.println("s1.name==s2.name:"+(s1.name == s2.name));//不相等
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
}
}
运行结果为:
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
s1==s2:false
s1.name==s2.name:true//此时相等
s1.Father==s2.Father:true
s1.name==s2.name:false//修改引用后不等
Son{age=12, name=''son222'', father=Father{name=''smallFather''}}
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''smallFather''}}
不出意外,这种浅拷贝除了对象本身不同以外,各个零部件和关系和拷贝对象都是相同的,就好像双胞胎一样,是两个人,但是其开始的样貌、各种关系(父母亲人)都是相同的。需要注意的是其中name初始==
是相等的,是因为初始浅拷贝它们指向一个相同的String,而后s1.name="son222"
则改变引用指向。
深拷贝
对于上述的问题虽然拷贝的两个对象不同,但其内部的一些引用还是相同的,怎么样绝对的拷贝这个对象,使这个对象完全独立于原对象呢?就使用我们的深拷贝了。深拷贝:在对引用数据类型进行拷贝的时候,创建了一个新的对象,并且复制其内的成员变量。
在具体实现深拷贝上,这里提供两个方式,重写clone()方法和序列法。
重写clone()方法
如果使用重写clone()方法实现深拷贝,那么要将类中所有自定义引用变量的类也去实现Cloneable接口实现clone()方法。对于字符类可以创建一个新的字符串实现拷贝。
对于上述代码,Father类实现Cloneable接口并重写clone()方法。son的clone()方法需要对各个引用都拷贝一遍。
//Father clone()方法
@Override
protected Father clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Father) super.clone();
}
//Son clone()方法
@Override
protected Son clone() throws CloneNotSupportedException {
Son son= (Son) super.clone();//待返回克隆的对象
son.name=new String(name);
son.father=father.clone();
return son;
}
其他代码不变,执行结果如下:
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
s1==s2:false
s1.name==s2.name:false
s1.Father==s2.Father:false
s1.name==s2.name:false
Son{age=12, name=''son222'', father=Father{name=''smallFather''}}
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
序列化
可以发现这种方式实现了深拷贝。但是这种情况有个问题,如果引用数量或者层数太多了怎么办呢?
不可能去每个对象挨个写clone()吧?那怎么办呢?借助序列化啊。
因为序列化后:将二进制字节流内容写到一个媒介(文本或字节数组),然后是从这个媒介读取数据,原对象写入这个媒介后拷贝给clone对象,原对象的修改不会影响clone对象,因为clone对象是从这个媒介读取。
熟悉对象缓存的知道我们经常将Java对象缓存到Redis中,然后还可能从Redis中读取生成Java对象,这就用到序列化和反序列化。一般可以将Java对象存储为字节流或者json串然后反序列化成Java对象。因为序列化会储存对象的属性但是不会也无法存储对象在内存中地址相关信息。所以在反序列化成Java对象时候会重新创建所有的引用对象。
在具体实现上,自定义的类需要实现Serializable接口。在需要深拷贝的类(Son)中定义一个函数返回该类对象:
protected Son deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
Son son=null;
//在内存中创建一个字节数组缓冲区,所有发送到输出流的数据保存在该字节数组中
//默认创建一个大小为32的缓冲区
ByteArrayOutputStream byOut=new ByteArrayOutputStream();
//对象的序列化输出
ObjectOutputStream outputStream=new ObjectOutputStream(byOut);//通过字节数组的方式进行传输
outputStream.writeObject(this); //将当前student对象写入字节数组中
//在内存中创建一个字节数组缓冲区,从输入流读取的数据保存在该字节数组缓冲区
ByteArrayInputStream byIn=new ByteArrayInputStream(byOut.toByteArray()); //接收字节数组作为参数进行创建
ObjectInputStream inputStream=new ObjectInputStream(byIn);
son=(Son) inputStream.readObject(); //从字节数组中读取
return son;
}
使用时候调用我们写的方法即可,其他不变,实现的效果为:
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
s1==s2:false
s1.name==s2.name:false
s1.Father==s2.Father:false
s1.name==s2.name:false
Son{age=12, name=''son222'', father=Father{name=''smallFather''}}
Son{age=13, name=''son1'', father=Father{name=''bigFather''}}
写在最后
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C# 对象比较(值类型、引用类型)
<pre><pre> #region 引用对象比较 /// <summary> /// 引用对象比较 /// </summary> /// <param name="objA"></param> /// <param name="objB"></param> /// <returns></returns> public static bool CompareObject(object objA, object objB) { bool flag = false; if (objA == null || objB == null) { flag = false; } else if (objA == DBNull.Value && objB != DBNull.Value) { flag = false; } else if (objA != DBNull.Value && objB == DBNull.Value) { flag = false; } else if (objA == DBNull.Value && objB == DBNull.Value) { //objA objB 对应的列类型已经比较过 类型已判断 值一致 flag = true; } else if (objA.GetType() != objB.GetType()) { flag = false; } else if (objA is int || objA is short || objA is long || objA is float || objA is double || objA is decimal) { //int 01与1 if (objA is int) { if ((int)objA == (int)objB) { flag = true; } } else if (objA is short) { if ((short)objA == (short)objB) { flag = true; } } else if (objA is long) { if ((long)objA == (long)objB) { flag = true; } } else if (objA is float) { if ((float)objA == (float)objB) { flag = true; } } else if (objA is double) { if ((double)objA == (double)objB) { flag = true; } } else if (objA is decimal) { if ((decimal)objA == (decimal)objB) { flag = true; } } } else { string strA = MetadataXmlSerializer<object>.ToXMLString(objA); string strB = MetadataXmlSerializer<object>.ToXMLString(objB); if (strA == strB) { flag = true; } } return flag; } #endregion
小注:
如果传入的两个值是dataRow中单元格的值,请先比较类型,类型一致再调用该方法
深拷贝部分代码:
C# 实体类序列化与反序列化一 (XmlSerializer)
C# 实体类序列化与反序列化二 (DataContractSerializer)
以上就是C# 对象比较(值类型、引用类型)的内容。
C#值类型、引用类型、泛型、集合、调用函数的表达式树实践
一,定义变量
C# 表达式树中,定义一个变量,使用 ParameterExpression
。
创建变量结点的方法有两种,
Expression.Parameter() Expression.Variable() // 另外,定义一个常量可以使用 Expression.Constant()。
两种方式都是生成 ParameterExpression
类型 Parameter()
和 Variable()
都具有两个重载。他们创建一个 ParameterExpression节点,该节点可用于标识表达式树中的参数或变量。
对于使用定义:
Expression.Variable
用于在块内声明局部变量。
Expression.Parameter
用于声明输入值的参数。
先看第一种
public static ParameterExpression Parameter(Type type) { return Parameter(type, name: null); } public static ParameterExpression Variable(Type type) { return Variable(type, name: null); }
从代码来看,没有区别。
再看看具有两个参数的重载
public static ParameterExpression Parameter(Type type, string name) { Validate(type, allowByRef: true); bool byref = type.IsByRef; if (byref) { type = type.GetElementType(); } return ParameterExpression.Make(type, name, byref); }
public static ParameterExpression Variable(Type type, string name) { Validate(type, allowByRef: false); return ParameterExpression.Make(type, name, isByRef: false); }
如你所见,两者只有一个 allowByRef 出现了区别,Paramter 允许 Ref, Variable 不允许。
笔者在官方文档和其他作者文章上,都没有找到具体区别是啥,去 stackoverflow 搜索和查看源代码后,确定他们的区别在于 Variable 不能使用 ref 类型。
从字面意思来看,声明一个变量,应该用Expression.Variable
, 函数的传入参数应该使用Expression.Parameter
。
无论值类型还是引用类型,都是这样子定义。
二,访问变量/类型的属性字段和方法
访问变量或类型的属性,使用
Expression.Property()
访问变量/类型的属性或字段,使用
Expression.PropertyOrField()
访问变量或类型的方法,使用
Expression.Call()
访问属性字段和方法
Expression.MakeMemberAccess
他们都返回一个 MemberExpression类型。
使用上,根据实例化/不实例化,有个小区别,上面说了变量或类型。
意思是,已经定义的值类型或实例化的引用类型,是变量;
类型,就是指引用类型,不需要实例化的静态类型或者静态属性字段/方法。
上面的解释不太严谨,下面示例会慢慢解释。
1. 访问属性
使用 Expression.Property()
或 Expression.PropertyOrField()
调用属性。
调用静态类型属性
Console 是一个静态类型,Console.Title 可以获取编译器程序的实际位置。
Console.WriteLine(Console.Title);
使用表达式树表达如下
MemberExpression member = Expression.Property(null, typeof(Console).GetProperty("Title")); Expression<Func<string>> lambda = Expression.Lambda<Func<string>>(member); string result = lambda.Compile()(); Console.WriteLine(result); Console.ReadKey();
因为调用的是静态类型的属性,所以第一个参数为空。
第二个参数是一个 PropertyInfo 类型。
调用实例属性/字段
C#代码如下
List<int> a = new List<int>() { 1, 2, 3 }; int result = a.Count; Console.WriteLine(result); Console.ReadKey();
在表达式树,调用实例的属性
ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(List<int>), "a"); MemberExpression member = Expression.Property(a, "Count"); Expression<Func<List<int>, int>> lambda = Expression.Lambda<Func<List<int>, int>>(member, a); int result = lambda.Compile()(new List<int> { 1, 2, 3 }); Console.WriteLine(result); Console.ReadKey();
除了 Expression.Property() ,其他的方式请自行测试,这里不再赘述。
2. 调用函数
使用 Expression.Call()
可以调用一个静态类型的函数或者实例的函数。
调用静态类型的函数
以 Console 为例,调用 WriteLine() 方法
Console.WriteLine("调用WriteLine方法"); MethodCallExpression method = Expression.Call( null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("调用WriteLine方法")); Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(method); lambda.Compile()(); Console.ReadKey();
Expression.Call() 的重载方法比较多,常用的重载方法是
public static MethodCallExpression Call(Expression instance, MethodInfo method, params Expression[] arguments)
因为要调用静态类型的函数,所以第一个 instance 为空(instance英文意思是实例)。
第二个 method 是要调用的重载方法。
最后一个 arguments 是传入的参数。
调用实例的函数
写一个类
public class Test { public void Print(string info) { Console.WriteLine(info); } }
调用实例的 Printf() 方法
Test test = new Test(); test.Print("打印出来"); Console.ReadKey();
表达式表达如下
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(Test), "test"); MethodCallExpression method = Expression.Call( a, typeof(Test).GetMethod("Print", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("打印出来") ); Expression<Action<Test>> lambda = Expression.Lambda<Action<Test>>(method,a); lambda.Compile()(new Test()); Console.ReadKey();
注意的是,Expression.Variable(typeof(Test), "test");
仅定义了一个变量,还没有初始化/赋值。对于引用类型来说,需要实例化。
上面的方式,是通过外界实例化传入里面的,后面会说如何在表达式内实例化。
三,实例化引用类型
引用类型的实例化,使用 new ,然后选择调用合适的构造函数、设置属性的值。
那么,根据上面的步骤,我们分开讨论。
new
使用 Expression.New()
来调用一个类型的构造函数。
他有五个重载,有两种常用重载:
public static NewExpression New(ConstructorInfo constructor); public static NewExpression New(Type type);
依然使用上面的 Test 类型
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
默认没有参数的构造函数,或者只有一个构造函数,像上面这样调用。
如果像指定一个构造函数,可以
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test).GetConstructor(xxxxxx));
这里就不详细说了。
给属性赋值
实例化一个构造函数的同时,可以给属性赋值。
public static MemberInitExpression MemberInit(NewExpression newExpression, IEnumerable<MemberBinding> bindings); public static MemberInitExpression MemberInit(NewExpression newExpression, params MemberBinding[] bindings);
两种重载是一样的。
我们将 Test 类改成
public class Test { public int sample { get; set; } public void Print(string info) { Console.WriteLine(info); } }
然后
var binding = Expression.Bind( typeof(Test).GetMember("sample")[0], Expression.Constant(10) );
创建引用类型
Expression.MemberInit()
表示调用构造函数并初始化新对象的一个或多个成员。
如果实例化一个类,可以使用
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test)); MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA, new List<MemberBinding>() { } );
如果要在实例化时给成员赋值
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test)); // 给 Test 类型的一个成员赋值 var binding = Expression.Bind( typeof(Test).GetMember("sample")[0],Expression.Constant(10)); MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA, new List<MemberBinding>() { binding} );
示例
实例化一个类型,调用构造函数、给成员赋值,示例代码如下
// 调用构造函数 NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test)); // 给 Test 类型的一个成员赋值 var binding = Expression.Bind( typeof(Test).GetMember("sample")[0], Expression.Constant(10)); // 实例化一个类型 MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA, new List<MemberBinding>() { binding } ); // 调用方法 MethodCallExpression method1 = Expression.Call( test, typeof(Test).GetMethod("Print", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("打印出来") ); // 调用属性 MemberExpression method2 = Expression.Property(test, "sample"); Expression<Action> lambda1 = Expression.Lambda<Action>(method1); lambda1.Compile()(); Expression<Func<int>> lambda2 = Expression.Lambda<Func<int>>(method2); int sample = lambda2.Compile()(); Console.WriteLine(sample); Console.ReadKey();
四,实例化泛型类型于调用
将 Test 类,改成这样
public class Test<T> { public void Print<T>(T info) { Console.WriteLine(info); } }
Test 类已经是一个泛型类,表达式实例化示例
static void Main(string[] args) { RunExpression<string>(); Console.ReadKey(); } public static void RunExpression<T>() { // 调用构造函数 NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test<T>)); // 实例化一个类型 MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA, new List<MemberBinding>() { } ); // 调用方法 MethodCallExpression method = Expression.Call( test, typeof(Test<T>).GetMethod("Print").MakeGenericMethod(new Type[] { typeof(T) }), Expression.Constant("打印出来") ); Expression<Action> lambda1 = Expression.Lambda<Action>(method); lambda1.Compile()(); Console.ReadKey(); }
五,定义集合变量、初始化、添加元素
集合类型使用 ListInitExpression
表示。
创建集合类型,需要使用到
ElementInit 表示 IEnumerable集合的单个元素的初始值设定项。
ListInit 初始化一个集合。
C# 中,集合都实现了 IEnumerable,集合都具有 Add 扥方法或属性。
使用 C# 初始化一个集合并且添加元素,可以这样
List<string> list = new List<string>() { "a", "b" }; list.Add("666");
而在表达式树里面,是通过 ElementInit 调用 Add 方法初始化/添加元素的。
示例
MethodInfo listAdd = typeof(List<string>).GetMethod("Add"); /* * new List<string>() * { * "a", * "b" * }; */ ElementInit add1 = Expression.ElementInit( listAdd, Expression.Constant("a"), Expression.Constant("b") ); // Add("666") ElementInit add2 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("666"));
示例
MethodInfo listAdd = typeof(List<string>).GetMethod("Add"); ElementInit add1 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("a")); ElementInit add2 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("b")); ElementInit add3 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("666")); NewExpression list = Expression.New(typeof(List<string>)); // 初始化值 ListInitExpression setList = Expression.ListInit( list, add1, add2, add3 ); // 没啥执行的,就这样看看输出的信息 Console.WriteLine(setList.ToString()); MemberExpression member = Expression.Property(setList, "Count"); Expression<Func<int>> lambda = Expression.Lambda<Func<int>>(member); int result = lambda.Compile()(); Console.WriteLine(result); Console.ReadKey();
到此这篇关于C#值类型、引用类型、泛型、集合、调用函数的表达式树实践的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。
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