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如何在.NET中实现匿名方法中捕获的值

closures .net java c#

Sasha · 技术社区 · 15 年前

我对.NET的实际实现及其背后的决定感到好奇。

例如,在Java中,所有在匿名类中使用的捕获值都必须是最终的。此要求似乎已在.NET中删除。

此外,值类型的捕获值实现与引用类型的捕获值实现是否存在差异?

谢谢

1 回复 | 直到 15 年前

Jon Skeet 15 年前

找出它是如何实现的最简单的方法就是尝试它。编写一些使用捕获变量的代码,编译它,然后在 Reflector . 注意,这是变量它被捕获,而不是价值 . 这是Java和C语言在这一领域的最大区别之一。

基本思想是,包含至少一个捕获变量的每个作用域级别都会生成一个新类,其中包含已捕获变量的字段。如果有多个级别,那么内部作用域也有下一个作用域的字段,以此类推。堆栈上真正的局部变量最终成为对自动生成类实例的引用。

下面是一个例子:

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<Action> actions = new List<Action>();

        for (int i=0; i < 5; i++)
        {
            int copyOfI = i;

            for (int j=0; j < 5; j++)
            {
                int copyOfJ = j;

                actions.Add(delegate
                {
                    Console.WriteLine("{0} {1}", copyOfI, copyOfJ);
                });
            }
        }

        foreach (Action action in actions)
        {
            action();
        }        
    }
}

(如果你不抄一本课程,你会得到不同的结果-实验!)它被编译成如下代码:

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<Action> actions = new List<Action>();

        for (int i=0; i < 5; i++)
        {
            OuterScope outer = new OuterScope();
            outer.copyOfI = i;

            for (int j=0; j < 5; j++)
            {
                InnerScope inner = new InnerScope();
                inner.outer = outer;
                inner.copyOfJ = j;

                actions.Add(inner.Action);
            }
        }

        foreach (Action action in actions)
        {
            action();
        }        
    }

    class OuterScope
    {
        public int copyOfI;
    }

    class InnerScope
    {
        public int copyOfJ;
        public OuterScope outer;

        public void Action()
        {
            Console.WriteLine("{0} {1}", outer.copyOfI, copyOfJ);
        }
    }
}

每个对捕获变量的引用最终会经过生成类的实例,因此它不仅仅是一次性的副本。(好的,在本例中,代码中没有其他内容使用捕获的变量,但您可以很容易地想象它可以使用这些变量。)注意,对于外部循环的任何一次迭代,五个新实例都共享 OuterScope . 您可能希望尝试在委托中使用额外的代码,以查看这对事情的影响-如果委托更改 copyofI 这种变化将在下一个委托中看到;对 copyOfJ 不会显示,因为下一个委托将使用 InnerScope .