函数式 C# API 设计（返回函数参数增加计算结果）答案

【问题标题】：Functional style C# API design (returning function parameter augmented with calculation result)函数式 C# API 设计（返回函数参数增加计算结果）
【发布时间】：2009-02-06 11:58:28
【问题描述】：

有一个关于在 C# 代码中使用函数式编程技术的问题。示例

让我们有接口

interface IGraph { /*contains vertices and edges*/}

假设我们需要对图的顶点进行布局（将Point分配给每个顶点）。

interface ILayoutInfo {
  Point GetVertexPoint(vertex);
}

简单的布局路线可以有这样的签名：

ILayoutInfo SimpleLayout(IGraph graph);

可以这样用吗

void Demo() {
  IGraph graph = CreateGraphInAnyWay();
  ILayoutInfo layout = SimpleLayout(graph);
  PrintCoordinates(graph,layout);
}

在 PrintCoordinates 下面的设计中需要同时引用图形和布局。

考虑布局路由增强图形信息的功能样式设计包含有关图顶点坐标的信息。

ILayoutedGraph SimpleLayoutNew(IGraph graph);

ILayoutedGraph 实现 IGraph 和 ILayoutInfo 的地方

void DemoNew() {
  IGraph graph = CreateGraphInAnyWay();
  ILayoutedGraph layoutedGraph = SimpleLayoutNew(graph);
  PrintCoordinatesNew(layoutedGraph);
}

1) 在这个设计中 PrintCoordinatesNew 只得到一个参数。 2）奇怪的接口 ILayoutedGraph 诞生了，它不包含任何方法，只是包装其他接口。如果某个库有其他类型，例如 INetwork、ITree，我们最终会创建包装接口 ILayoutedNetwork、ILayoutedTree（这很糟糕）。

所以这种技术只用于函数式语言，因为它们不能以其他方式工作（没有状态，所以函数必须将输入与计算的信息结合起来供外部例程使用）或者它在命令式世界中也是可行的?

非常感谢，

PS：可以在这里找到更详细的漂亮打印示例 http://tivadj.blogspot.com/2009/02/designing-c-api-in-functional-style.html

【问题讨论】：

标签： c# functional-programming method-chaining

【解决方案1】：

如果在传递两个参数时困扰您的似乎是您的布局 (ILayoutInfo) 链接到用于生成它的图形。传递带有不用于生成它的图形的布局是没有意义的。

在这种情况下，您可以在布局信息中保留对图形的引用，并在 ILayoutInfo 接口上提供访问器。

这样，您只能传递 ILayoutInfo 实例，而您的 PrintCoordinates 函数仍然可以访问用于生成 ILayoutInfo 的图形。

如果您有其他类型的对象可以生成布局信息，请为它们使用通用接口，或使 ILayoutInfo 通用。

【讨论】：

谢谢。你真的让我倒吸一口新鲜空气。

【解决方案2】：

您能否使用实现了接口并将返回转换为该类的类来实现这一点？

【讨论】：

问题是要发布什么API（接口）：traitional style case1) IGraph, ILayoutInfo and SimpleLayout(IGraph):ILayoutInfo or functional style case2) IGraph, ILayoutedGraph SimpleLayoutNew(IGraph):ILayoutedGraph === = ILayoutedGraph 确实可以通过一些内部类来实现。

【解决方案3】：

你原来的API没有问题

void Demo() {
  IGraph graph = CreateGraphInAnyWay();
  ILayoutInfo layout = SimpleLayout(graph);
  PrintCoordinates(graph,layout);
}

功能齐全。命令式 API 在创建后将涉及对 graph 的更改。例如

void Demo() {
  IGraph graph = CreateGraphInAnyWay();
  graph.Layout(new SimpleLayout()); // changes the state of graph
  PrintCoordinates(graph);
}

至于 ILayoutedGraph、ILayoutedTree、ILayoutedQueue 等问题，我想你可以通过函数式语言中的泛型类和允许的 OO 语言中的多重继承来解决这个问题。

就个人而言，我会推荐泛型：ILayout<a> 其中a 是需要布置边缘的东西。

【讨论】：