[No000018A]改善C#程序的建议11-20

建议11：区别对待 == 和Equals

CLR中将“相等性”分为两类：
1、值相等性：两个变量包含的数值相等。
2、引用相等性：两个变量引用的是内存中的同一个对象。

      但并不是所有的类型的比较都是按照其本身，比如string是一个特殊的引用类型，但是在FCL中，string的比较就被重载为针对“类型的值”的比较，而不是“引用本身”的比较。对于自定义类型来说，如果想要实现这样的值比较而不是引用比较的话，则需要重载Equals方法，比如对于Person类，如果IDCode相同，我们可以认为他们是同一个人。

 class Person
    {
        public string IDCode { get; private set; }
        public Person(string idCode)
        {
            this.IDCode = idCode;
        }
        public override bool Equals(object obj)
        {
            return IDCode == (obj as Person).IDCode;
        }
    }

    此时通过Equals去比较的话，则就会通过重载后的方法来进行了。

 object a = new Person("ABC");
 object b = new Person("ABC");
 Console.WriteLine(a == b);      //False
 Console.WriteLine(a.Equals(b)); //True

说到这里，作者依然没说白“==”和“Equals”的区别，只是说了一句建议的话：“对于引用类型，我们要定义值相等性，应该仅仅去重载Equals方法，同时让==表示引用相等性”。
同时，为了明确有一种方法来肯定比较的是“引用相等性”，FCL提供了Object.ReferenceEquals方法。

bool equal= object.ReferenceEquals(object a,object b);

外事不决问Google，内事不决靠反编译、MSDN了。为了弄懂==和Equals的区别，我作如下搜集整理：
1、==是运算符，而Equals是方法；
2、对于值类型、string类型，==和Equals都是比较值内容相等，使用ILSpy对Int类型进行反编译观察；int类型中的Equals方法内部逻辑就是“==”；

// int
[__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public bool Equals(int obj)
{
    return this == obj;
}

string类型则是判断引用地址是否相同或者值内容是否相同，两者有一个符合条件则视为“相等”，请看string类的反编译代码。

// string
[__DynamicallyInvokable, ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.MayFail), TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public bool Equals(string value)
{
    if (this == null)
    {
        throw new NullReferenceException();
    }
    return value != null && (object.ReferenceEquals(this, value) || (this.Length == value.Length && string.EqualsHelper(this, value)));

}

3、对于引用类型，==和Equals都是比较栈内存中的地址是否相等，并且自定义类型中可以进行运算符重载== 或者Override Equals 来改写认为两对象相等的条件，比如Person类中，我认为只要IDCard相同即对象相同等，此时可以进行重写或者重载。
看到这里，是不是觉得有点迷茫？==好像跟Equals差不多啊，为了想弄清这个问题，我加了作者陆敏技的QQ，以下是聊天记录：

建议12：重写Equals也要重写GetHashCode

坑爹啊！上一个建议的代码原来编译成功，但编译器会友情提示的，这里作者又引出了另外一个建议，何时了啊！

这是因为如果重写Equals方法而不重写GetHashCode方法，在使用Dictionary类的时候，可能会有一个潜在的Bug。

static Dictionary<Person, string> personValues = new Dictionary<Person, string>();
        protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            AddPerson();
            Person mike = new Person("Mike");
            Response.Write(personValues.ContainsKey(mike)); //False
        }
        void AddPerson()
        {
            Person mike = new Person("Mike");
            personValues.Add(mike, "mike");
            Response.Write(personValues.ContainsKey(mike)); //True
        }
本段代码输出结果：True False

      这段代码的意思是，执行AddPerson()的时候，将idCode=Mike的Person对象存进Dictionary中，然后在Page_Load方法内，也同样new一个idCode=Mike的Person对象，使用ContainsKey方法搜索是否存在此对象Key，结果是不存在此对象。
      你可以会问，上一个建议中，我们已经重写了Person类的Equals方法了，只要idCode相等，我们就可以认为他们是相等的了，为什么此处会找不到Mike呢？
答：这是由于CLR已经优化了Dictionary这种查找，实际上是根据Key值的HashCode来查找Value值的。CLR首先调用Person类型的GetHashCode方法，发现这货根本就没有重写，于是就向上找Object的GetHashCode方法，Object为所有的CLR类型都提供GetHashCode默认实现，每new一个对象，CLR都会为该对象生成一个固定整形值，在对象生命周期内不会改变，对象默认的GetHashCode实现就是该整型值的HashCode，所以，虽然Mike值相等，但是HashCode是不相等的。

若要修正此问题，就必须重写GetHashCode方法

public override int GetHashCode()
{
  return this.IDCode.GetHashCode();
}

      进一步改进：GetHashCode方法存在一个问题，它返回的是一个整形类型，而整形类型的容量长度远远无法满足字符串的长度，也就是说，值不相同的情况下，HashCode可能存在相同的情况，为了减少产生相同HashCode的情况，做改进版本：

   public override int GetHashCode()
   {
       return (System.Reflection.MethodBase.GetCurrentMethod().DeclaringType.FullName + "#" + this.IDCode).GetHashCode();
   }

小结：这个建议至少让我了解了HashCode，以前重写ToString方法的时候，就经常看到GetHashCode这个东东。

建议13：为类型输出格式化字符串

这个建议我读了两次才明白啊。
1、实现IFormattable接口实现ToString()输出格式化字符串
一般我们为类型提供格式化字符串的输出的做法是重写ToString(),但是这种方法提供的字符串输出是非常单一的，所以我们可以实现IFormattable接口的ToString方法，可以让类型根据用户的输入而格式化输出，因为重写的ToString方法没有参数，而实现 IFormattable接口的的ToString方法有参数，还是看代码最清晰。

    public class Person : IFormattable
    {
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
        //重写的ToString方法输出字符串比较单一
        public override string ToString()
        {
            return string.Format("{0},{1}", FirstName, LastName);
        }
        //实现IFormattable接口的ToString方法因为有参数，所以可以实现复杂的逻辑
        public string ToString(string format, IFormatProvider formatProvider)
        {
            if (format == "ch")
                return string.Format("中文名字：{0},{1}", FirstName, LastName);
            else
                return string.Format("EnglishName：{0},{1}", FirstName, LastName);
        }
    }

这样子调用：

Person p = new Person() { FirstName="wayne", LastName="chan" };
 Response.Write(p.ToString());
 Response.Write(p.ToString("ch",null));
 Response.Write(p.ToString("english", null));

2、格式化器

上面的方法是在预见类型会存在格式化字符串输出的需求的时候，提前为类型实现了接口IFormattable，如果类型本身没有提供格式化字符串输出的功能，这时“格式化器”就派上用场了。

    //针对Person的格式化器
    class PersonFormatter : IFormatProvider, ICustomFormatter
    {
        //IFormatProvider成员
        public object GetFormat(Type formatType)
        {
            if (formatType == typeof(ICustomFormatter))
                return this;
            else
                return null;
        }
        //ICustomFormatter成员
        public string Format(string format, object arg, IFormatProvider formatProvider)
        {
            Person person = arg as Person;
            if (person == null)
                return string.Empty;
            switch (format)
            {
                case "Ch":
                    return string.Format("{0}{1}", person.LastName, person.FirstName);
                case "Eg":
                    return string.Format("{0}{1}", person.FirstName, person.LastName);
                default:
                    return string.Format("{0}{1}", person.FirstName, person.LastName);
            }
        }
    }

一个典型的格式化器应该要实现IFormatProvider, ICustomFormatter 接口，如果使用的话，就先初始化一个格式化器，如下：

Person person = new Person() { FirstName = "wayne", LastName = "chan", IDCode = "aaaa" };
 //初始化格式化器
 PersonFormatter pFormatter = new PersonFormatter();
 Response.Write(pFormatter.Format("Ch", person, null));

其实看到这里，我觉得这个建议已经是非常细致的.NET知识了，一般人遇到这种情况，直接就会使用上一种方法了，在看书的时候，我也想直接跳过算了，但最后想，还是把他也记录下吧，毕竟这也是对自己的提高啊，即使以后还是会把这个知识点遗忘掉，还是可以在本博客找回来啊。

建议14：正确实现浅拷贝和深拷贝

浅拷贝和深拷贝的区别：
浅拷贝：

修改副本的值类型字段不会影响源对象对应的字段，修改副本的引用类型字段会影响源对象，因为源对象复制给副本对象的时候，是引用类型的引用地址，也就是两者引用的是同一个对象。
深拷贝：

无论值类型还是引用类型的字段，修改副本对象不会影响源对象，即使是引用类型，也是重新创建了一个新的对象引用。
要想自定义类型具有Clone拷贝的能力，就得继承ICloneable接口，然后根据需求，实现Clone方法以便实现浅拷贝或者深拷贝。

浅拷贝示例：

namespace WebApplication
{
    public class Employee : ICloneable
    {
        public string IDCode { get; set; }
        public int Age { get; set; }
        public Department Department { get; set; }
        //实现ICloneable接口成员
        public object Clone()
        {
            return this.MemberwiseClone();
        }
    }
    public class Department
    {
        public string Name { get; set; }
        public override string ToString()
        {
            return this.Name;
        }
    }
    public partial class WebForm1 : System.Web.UI.Page
    {
        protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            //初始化Employee对象employeeA
            Employee employeeA = new Employee() { IDCode = "A", Age = 10, Department = new Department() { Name = "DepartmentA" } };
            //从employeeA 浅拷贝出 employeeB
            Employee employeeB = employeeA.Clone() as Employee;
            //修改employeeB对象的属性
            employeeA.IDCode = "B";
            employeeA.Age = 15;
            employeeA.Department.Name = "DepartmentB";
            //输出以便验证
            Response.Write(employeeB.IDCode); // A 
            Response.Write(employeeB.Age);    //10
            Response.Write(employeeB.Department.ToString()); //DepartmentB
        }
    }
}

从输出结果可以验证得到结果：
1、IDCode即使是string引用类型，Object.MemberwiseClone 依然为其创造了副本，在浅拷贝中，我们可以将string当做值类型来看待。
2、Employee的Department属性是引用类型，改变源对象employeeA中的值，会影响到副本对象employeeB

深拷贝示例
建议使用序列化的形式进行深拷贝：

      //实现ICloneable接口成员
        public object Clone()
        {
            //浅拷贝
            //return this.MemberwiseClone();
 
            //使用序列化进行深拷贝
            using (Stream objectStream = new MemoryStream())
            {
                IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
                formatter.Serialize(objectStream, this);
                objectStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
                return formatter.Deserialize(objectStream) as Employee;
            }
        }

这里我按照书中的代码来运行程序，结果爆黄页错误了，提示信息是：

中的类型“WebApplication.Employee”未标记为可序列化。

因为之前有相关的开发经验，知道那是因为实体类没有被标记为序列化属性，难道作者编写示例的时候没有检查出这个错误？或者是其他原因?
我们在实体类上标记一下即可运行成功，这是修改源对象employeeA中的值也不会影响到副本对象employeeB了。

 [Serializable]
  public class Employee : ICloneable
  [Serializable]
  public class Department

建议15：使用dynamic来简化反射实现

dynamic是Framework4.0的新特性，dynamic的出现让C#具有了弱语言类型的特性，编译器在编译的时候，不再对类型进行检查，不会报错，但是运行时如果执行的是不存在的属性或者方法，运行程序还是会抛出RuntimeBinderException异常。

var 与 dynamic 的区别
var是编译器给我们的语法糖，编译期会匹配出实际类型并且替换该变量的声明。
dynamic 被编译后，实际是一个object类型，只不过编译器对dynamic做特殊处理，将类型检查放到了运行期。

这从VS的编译器窗口可以看出来，var 声明的变量在VS中有智能提示，因为VS能推断出来实际类型；dynamic声明的变量没有智能提示。

利用dynamic 简化反射

    public class DynamicSample
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Add(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }
    }
    public partial class DynamicPage : System.Web.UI.Page
    {
        protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            //普通的反射做法
            DynamicSample dynamicSample = new DynamicSample();
            var addMethod = typeof(DynamicSample).GetMethod("Add");
            int res = (int)addMethod.Invoke(dynamicSample, new object[] { 1, 2 });
             
            //dynamic的做法，简洁，推荐
            dynamic dynamicSample2 = new DynamicSample();
            int res2 = dynamicSample2.Add(1, 2); //Add不会智能提示出来
        }
    }

使用dynamic还有一个优点就是，比没有优化过的反射性能好，跟优化过的反射性能相当，但代码整洁度高，作者也是贴了代码并贴出运行结果而已，没有作过多的介绍，所以此处作罢了。

建议16：元素数量可变的情况下不应使用数组

1、从内存使用角度看，数组在创建时被分配一段固定长度的内存，数据的存储结构一旦被分配，就不能再变化；
2、ArrayList是链表结构，可以动态增减内存空间；
3、List<T>是ArrayList的泛型实现，省去了拆箱和装箱带来的开销。

基于数组本身在内存的特点，因此，在使用数组的时候需要注意大对象（占用内存找过85000字节的对象）的问题，因为他们会被分配在大对象堆里，在回收过程中效率极低，所以，数组的长度不宜过份大。
再来回应本建议主旨，现在我们知道数组是不可变的，如果非得让数组变成“可变”的，那就只有像String那样，重新构造一个新的数组，再Copy过去了，这样可想性能是如此的差啊。

   public static class ClassForExtensions
    {
        public static Array ReSize(this Array array, int newSize)
        {
            //返回当前数组、指针或引用类型包含的或引用的对象的 System.Type
            Type t = array.GetType().GetElementType();
            //构造一个满足需要的新数组
            Array newArray = Array.CreateInstance(t, newSize);
            //将旧数组的内容Copy到新数组
            Array.Copy(array, 0, newArray, 0, Math.Min(array.Length, newSize));
            return newArray;
        }
    }

总结：
此建议跟“如果大规模string字符串拼接就用StringBuilder”异曲同工。

 

建议17：多数情况下使用foreach进行循环遍历

为什么会有这个建议，我就有些不解了，作者先是参照IEnumerator、IEnumerable自己实现了一个类似的迭代器，然后说它的内部实现用了for循环或者是while循环，写法都有点啰嗦，然后就说foreach出现了，还说foreach最大限度简化了代码，然后开始分析IL了，关于这个建议点，我觉得说得挺含糊的，不过根据作者的观点，foreach循环除了提供简化的语法外，还有两个优势。
1、自动将代码置入try-finally块
2、若类型实现IDispose接口，foreach会在循环结束后自动调用Dispose方法。

建议18：foreach不能代替for

foreach不支持循环时对集合进行增删操作，而for循环可以，其原因是foreach循环使用了迭代器进行集合的遍历，在迭代器里维护了一个集合版本的控制，我们对集合进行增删操作的时候，都会产生一个新的版本号，当foreach循环调用MoveNext 方法遍历元素时会对版本号进行检测，一旦检测版本号变动，则抛出异常，以下是我使用ILSpy反编译得出的代码， IEnumerator接口只定义了MoveNext成员，具体实现需要反编译其实现类，我是对List<T>进行反编译的。

// System.Collections.Generic.List<T>.Enumerator
[__DynamicallyInvokable]
public bool MoveNext()
{
    List<T> list = this.list;
    if (this.version == list._version && this.index < list._size)
    {
        this.current = list._items[this.index];
        this.index++;
        return true;
    }
    return this.MoveNextRare();
}

List<T>中对版本号的检测没有抛出异常，而某些实现类则会，比如：ArrayList类

// System.Collections.ArrayList.ArrayListEnumeratorSimple
public bool MoveNext()
{
    if (this.version != this.list._version)
    {
        throw new InvalidOperationException(Environment.GetResourceString("InvalidOperation_EnumFailedVersion"));
    }
   // other code
}

而for循环则不会出现这个问题，我们通常在for循环的内部使用索引器来对集合成员的访问，不对版本号进行判断检测。以下是对List<T>的索引器的反编译代码。

// System.Collections.Generic.List<T>
[__DynamicallyInvokable]
public T this[int index]
{
    [__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
    get
    {
        if (index >= this._size)
        {
            ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException();
        }
        return this._items[index];
    }
    [__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
    set
    {
        if (index >= this._size)
        {
            ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException();
        }
        this._items[index] = value;
        this._version++;
    }
}

可以看出，get属性没有对_version版本号进行检测，只要索引不超过size即可，而set属性，会对_version版本号+1。

建议19：使用更有效的对象和集合初始化

这个建议应该很多人都知道或者都已经在用了，如果你还不知道，那你就out了。

List<Person> list = new List<Person>();
Person p = new Person();
p.ID = 1;
p.Name = "Tommy";
list.Add(p);

骚年，你还在这样进行对象、集合初始化吗？奥特了，借助了.NET的高级语法，我们可以使用对象和集合的初始化器来写出更加优雅的代码。设定项在大括号中对属性进行赋值

List<Person> lst = new List<Person>()
{ 
   new Person(){ ID=1,Name="Tommy"},
   new Person(){ ID=2,Name="Sammy"}
};

初始化设定项除了为对象、集合初始化方便外，还为Linq查询时的匿名类型进行属性的初始化的方便。

 List<Person> lst = new List<Person>()
 { 
    new Person(){ Age = 10,Name="Tommy"},
    new Person(){ Age = 20,Name="Sammy"}
 };
var entity = from p in lst
             select new { p.Name, AgeScope = p.Age > 10 ? "Old" : "Young" };
foreach (var item in entity)
{
   Response.Write(string.Format("name is {0},{1}", item.Name, item.AgeScope));
}

AgeScope 属性是经过计算得出的，有了如此方便的初始化方式，使得代码更加优雅灵活。

建议20：使用泛型集合代替非泛型集合

这个建议老生长谈了，尽量不要使用ArrayList，而是应该使用List<T> ，关于装箱拆箱的，不多说了，相信看过以上建议的朋友都比较熟悉了。