giovedì 4 novembre 2010

Gli enumeratori e Visual Basic

Una delle novità presentate alla PDC2010 riguarda le specifiche di linguaggio per Visual Basic che permettono di implementare gli iteratori.

Per chi sviluppa in C#, gli iteratori sono presenti fin dalla versione 2.0 del Framework mentre per gli sviluppatori VB tali oggetti non esistevano.

Partiamo con la definizione di iteratore: un iteratore è oggetto che permette di scandire il contenuto di una lista.

La parola chiave che si utilizza per definire il “ritorno” di uno degli oggetti della lista è yield che viene anteposta all’istanza da restuire. L’insieme degli yield deve essere posto all’interno di un metodo (di tipo function) che restituisca IEnumerator, IEnumerator(Of T), IEnumerable o IEnumerable(Of T).

Facciamo subito un esempio molto semplice: vogliamo creare un iteratore che dia la possibilità di iterare sui primi 5 numeri interi:

  1. Sub Main()
  2.     For Each intero In Get5Numeri()
  3.         Console.WriteLine(intero)
  4.     Next
  5. End Sub
  6.  
  7. Private Iterator Function Get5Numeri() As IEnumerable(Of Integer)
  8.     Yield 1
  9.     Yield 2
  10.     Yield 3
  11.     Yield 4
  12.     Yield 5
  13. End Function

Se proviamo ad eseguire passo passo il codice scritto in precedenza possiamo osservare che:

  • il For Each richiama l’iteratore Get5Numeri ma non entra all’interno del metodo;
  • ogni volta che si esegue una iterazione del ciclo possiamo osservare che il punto di esecuzione passa da uno yield al successivo:

Flusso di esecuzione

La parola chiave yield, quindi, viene richiamata ogni volta che l’iteratore “fa un passo avanti”.

Ovviamente, possiamo utilizzare la parola chiave yield in un contesto dinamico come, ad esempio, questo iteratore per la tabellina del due:

  1. Sub Main()
  2.     For Each intero In MultipliDiDue(10)
  3.         Console.WriteLine(intero)
  4.     Next
  5. End Sub
  6.  
  7. Private Iterator Function MultipliDiDue(ByVal n As Integer) As IEnumerable(Of Integer)
  8.     For index = 0 To n
  9.         Yield 2 * index
  10.     Next
  11. End Function

L’utilizzo degli iteratori ci permette di realizzare classi liste in maniera molto semplice ed efficiente.

Supponiamo di voler descrivere una classe di alunni e di fornire delle funzionalità che ci permettono di scorrere tutti gli alunni presenti in essa e, magari, tutti i maschi e tutte le femmine.

Utilizzando gli iteratori possiamo scrivere:

  1. Public Class Classe
  2.     Implements IEnumerable
  3.  
  4.     Private _Alunni As New List(Of Alunno)
  5.  
  6.     Public Iterator Function GetEnumerator() As System.Collections.IEnumerator Implements System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator
  7.         For Each alunno In _Alunni
  8.             Yield alunno
  9.         Next
  10.     End Function
  11.  
  12.     Private Iterator Function AlunniPerSesso(ByVal sesso As Sesso) As IEnumerable
  13.         For Each alunno In _Alunni
  14.             If alunno.Sesso = sesso Then
  15.                 Yield alunno
  16.             End If
  17.         Next
  18.     End Function
  19.  
  20.     Public ReadOnly Property Maschi As IEnumerable
  21.         Get
  22.             Return AlunniPerSesso(Sesso.Maschio)
  23.         End Get
  24.     End Property
  25.  
  26.     Public ReadOnly Property Femmine As IEnumerable
  27.         Get
  28.             Return AlunniPerSesso(Sesso.Femmina)
  29.         End Get
  30.     End Property
  31.  
  32.     Public Sub AggiungiAlunno(ByVal nome As String)
  33.         _Alunni.Add(New Alunno() With {.Nome = nome, .Sesso = Sesso.Maschio})
  34.     End Sub
  35.  
  36.     Public Sub AggiungiAlunna(ByVal nome As String)
  37.         _Alunni.Add(New Alunno() With {.Nome = nome, .Sesso = Sesso.Femmina})
  38.     End Sub
  39. End Class
  40.  
  41. Public Class Alunno
  42.     Property Nome As String
  43.     Property Sesso As Sesso
  44. End Class
  45.  
  46. Public Enum Sesso
  47.     Maschio
  48.     Femmina
  49. End Enum

Con questa classe possiamo scrivere:

  1. Sub Main()
  2.     Dim terzaC = New ClasseSenzaIteratore()
  3.     terzaC.AggiungiAlunno("Marco")
  4.     terzaC.AggiungiAlunno("Filippo")
  5.     terzaC.AggiungiAlunna("Marta")
  6.     terzaC.AggiungiAlunna("Sara")
  7.     terzaC.AggiungiAlunno("Antonio")
  8.     terzaC.AggiungiAlunna("Carmela")
  9.  
  10.     For Each alunno As Alunno In terzaC
  11.         Console.WriteLine(alunno.Nome)
  12.     Next
  13.     Console.WriteLine()
  14.     For Each alunno As Alunno In terzaC.Maschi
  15.         Console.WriteLine(alunno.Nome)
  16.     Next
  17.     Console.WriteLine()
  18.     For Each alunno As Alunno In terzaC.Femmine
  19.         Console.WriteLine(alunno.Nome)
  20.     Next
  21.  
  22.     Console.ReadLine()
  23. End Sub

Ovviamente una classe analoga sarebbe realizabile anche senza gli iteratori ma dovremmo ricorrere ad artifizi come creare liste di appoggio e sfruttare l’iteratore delle stesse:

  1. Public Class ClasseSenzaIteratore
  2.     Implements IEnumerable
  3.  
  4.     Private _Alunni As New List(Of Alunno)
  5.  
  6.     Public Function GetEnumerator() As System.Collections.IEnumerator Implements System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator
  7.         Return _Alunni.GetEnumerator()
  8.     End Function
  9.  
  10.     Private Function AlunniPerSesso(ByVal sesso As Sesso) As IEnumerable
  11.         Dim tmpList = From a In _Alunni
  12.                       Where a.Sesso = sesso
  13.                       Select a
  14.  
  15.         Return tmpList
  16.     End Function
  17.  
  18.     Public ReadOnly Property Maschi As IEnumerable
  19.         Get
  20.             Return AlunniPerSesso(Sesso.Maschio)
  21.         End Get
  22.     End Property
  23.  
  24.     Public ReadOnly Property Femmine As IEnumerable
  25.         Get
  26.             Return AlunniPerSesso(Sesso.Femmina)
  27.         End Get
  28.     End Property
  29.  
  30.     Public Sub AggiungiAlunno(ByVal nome As String)
  31.         _Alunni.Add(New Alunno() With {.Nome = nome, .Sesso = Sesso.Maschio})
  32.     End Sub
  33.  
  34.     Public Sub AggiungiAlunna(ByVal nome As String)
  35.         _Alunni.Add(New Alunno() With {.Nome = nome, .Sesso = Sesso.Femmina})
  36.     End Sub
  37.  
  38. End Class

Il codice è meno pulito e, abbiamo la necessità di liste d’appoggio.

Un metodo che implementa IEnumerable può anche non essere direttamente marcato con la parola chiave Iterator, purchè restituisca il risultato di un metodo marcato con Iterator:

  1. Private Function GetNumeri(ByVal min As Integer, ByVal max As Integer) As IEnumerable
  2.     If min < 0 Then Throw New Exception("Min < 0")
  3.     If min > max Then Throw New Exception("Min > max")
  4.  
  5.     Dim GetNumeriAlVolo = Iterator Function() As IEnumerable
  6.                               For index = min To max
  7.                                   Yield index
  8.                               Next
  9.                           End Function
  10.  
  11.     Return GetNumeriAlVolo()
  12. End Function

In questo caso, utilizziamo addirittura un anonymous iterator.

Le potenzialità del linguaggio, quindi, aumentano a dismisura in termini di efficienza, compattezza del codice e manutenibilità.

Per poter utilizzare Iterator e Yield nel proprio codice è necessario scaricare ed installare Async CTP al cui interno, oltre che il framework Async, troviamo la definizione delle nuove parole chiave.

E’ possibile scaricare Async CTP al seguente link, mentre la home page di Async CTP è raggiungibile al seguente link.

Ovviamente le nuove features sono disponibili per Visual Studio 2010 e framework 4.0.

 

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