基礎函式庫加強

在.NET Framework 4.0當中對於基礎的函式庫做了加強了。

 BigInteger

.NET Framework 4.0新增了BigInteger的型態，可以用來表達非常大的數字，例如看到以下的程式碼，變數i宣告為BigInteger型態，可以將BigInteger塞進最近的整數值並加以運算。

 
BigInteger i = new BigInteger(ulong.MaxValue.ToString());
BigInteger iSquared = i.multiply(i);
Console.WriteLine("i:\t" + i);
Console.WriteLine("i^2:\t" + iSquared);

結果如下：

 
 i:      18446744073709551615
 i^2:    340282366920938463426481119284349108225

Tuples

在.NET Framework 4.0當中導入了許多的Functional Programming的特性，Tuples即是其一，以前我們在撰寫函式時可以傳入許多的參數，但是傳回值只能有一個，運用Tuples可以解決這樣的 問題，Tuples的概念簡單講而言是有限長度的序列，我們可以參考在Wikipedia上的說明：

 
In mathematics, a tuple is a sequence (or ordered list) of finite length.
An n-tuple is a tuple with n elements. 
Tuples are usually written within parenthesis. For example, (2, 7, 4, 1, 7) is a 5-tuple.

底下直接來看一個Tuples的範例讓讀者能快速瞭解這個特性：

 
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
 
namespace WindowsFormsApplication1
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
 
        public Tuple<int, string> TestTuple()
        {
            return new Tuple<int, string>(5, "HelloWorld");
        }
 
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Tuple<int, string> TupleResult = TestTuple();
 
            Console.WriteLine(TupleResult.Item1 + TupleResult.Item2);
        }
    }
}

在上面的程式碼當中筆者簡單的在Visual Studio 2010當中新增一個簡單的Windows專案，然後新增一個TestTuple的方法，在這個方法當中運用Tuple型別來傳入泛型參數就可以讓傳回值有多個。

在接收回傳參數可以宣告一個變數來接，然後再用Item1、Item2的方式取得實際的值；或是不用宣告參數直接取得其值，參考程式碼如下：

 
Console.WriteLine(TestTuple().Item1 + TestTuple().Item2);

Tuples可以自行實作，但是.NET Framework 4.0的實作相當完整，此特性會是在撰寫.NET Framework的專案時會常用到的特性。

Tuples的使用上雖然便利，可是Tuples的優點也是缺點，雖然可以不用宣告實際的變數型別直接定義型別傳入值就能使用，不過也因為這樣可能會不曉得傳回值的意義。

參考以下的程式碼，假設我們要從一個List當中尋找最大值，以及這個最大值在List當中的索引位置，那麼用Tuples的寫法會是：

 
Tuple<int,int> void FindMax(List list)

但是這會讓傳回值不曉得哪一個是MaxValue，哪一個是MaxValue的索引位置，參考以下另外一種寫法，是用傳入參數加入out的修飾詞，也就是傳參考的方式，可以明確知道參數的名稱用途。

 
void FindMax(List list, out int maxValue, out int maxIndex)

Records

在C#的說法當中，Record是可以排序的Value Object，所謂的Value Object是單純存放值的物件，而沒有商業邏輯在其中，而在程序式編程當中，Record的概念是繼承至Tuple但可以讓你根據字串來存取項目。

我們看到下面的程式碼，先定義訂單的概念，泛型參數第一個是字串，第二個則是數字；而第二個概念則是客戶的類別，泛型參數第一個是字串，第二個則是訂單列表。

 
public class Order: Record<string, int> 
{
  public Order(string item, int qty): base(item,qty) {}
  public string Item { get { return state.Item1;}}
  public int Quantity { get { return state.Item2; } }
}
 
public class Customer: Record<string, IEnumerable<Order>> 
{
  public Customer(string name, IEnumerable<Order> orders) : base(name, orders) { }
  public string Name { get { return state.Item1; } }
  public IEnumerable<Order> Orders { get { return state.Item2; } }
}

Contract特性

在.NET Framework中新增了Contract的語言特性，白話來談就是可以在函式當中指定變數輸入及輸出的條件，對於函式的過程進行更嚴格的檢查；底下看到在Wikipedia當中對於Contract的定義。

 
A contract is…an exchange of promises between two or more parties to do, or refrain from doing, 
 

an act which is enforceable in a court of law.- Wikipedia

在程式語言中使用Contract的概念最主要是由Bertrand Meyer所提出來，並且在Eiffel這個語言當中實作，現在在.NET 4.0當中也引進了這項特性，它最大的好處是可以在函式的進行過程中加入許多的Contract來進行檢查，可以大大的減少在實際執行的錯誤。

底下我們直接看到在.NET Framework中對於Contract的支援範例。

Pre-conditions

Pre-conditions可以檢查在執行函式前的條件，例如以下的程式碼確認在函式執行前denominator變數其值要大於0；運用Contract.Requires來進行檢查，Requires就是函式執行前要滿足的條件。

public Rational(int numerator, int denominator)
{
Contract.Requires(denominator > 0);
    …
}

Post-conditions

Post-conditions是在函式結束後要滿足的條件，在下面的範例程式當中運用Contract.Ensures來檢查在函式結束後其傳回值一定不能是null。

public string GetPassword()
{
Contract.Ensures(Contract.Result<string>() != null);
    …
    return password;
}

Invariants

Invariants指的是在函式的過程當中永遠不會變的條件，例如以下的範例指的是denominator在函式執行的過程中其值皆要大於0。

[ContractInvariantMethod]
protected void ObjectInvariant()
{
Contract.Invariant(denominator > 0);
}