C#"中的Break和Continue语句,以及数组的深入解析
C# Break
它被用于“跳出” switch
语句。
break
语句也可用于跳出循环。
以下示例在 i
等于 4
时跳出循环:
示例:
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (i == 4)
{
break;
}
Console.WriteLine(i);
}
C# Continue
continue
语句在循环中发生特定条件时中断一次迭代,并继续进行下一次迭代。
以下示例跳过了值为 4
的情况:
示例
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (i == 4)
{
continue;
}
Console.WriteLine(i);
}
在 While 循环中使用 Break 和 Continue
您也可以在 while
循环中使用 break
和 continue
:
Break 示例
int i = 0;
while (i < 10)
{
Console.WriteLine(i);
i++;
if (i == 4)
{
break;
}
}
Continue 示例
int i = 0;
while (i < 10)
{
if (i == 4)
{
i++;
continue;
}
Console.WriteLine(i);
i++;
}
C# Arrays
创建数组
数组用于在单个变量中存储多个值,而不是为每个值声明单独的变量。
要声明数组,请使用方括号定义变量类型:
string[] cars;
我们现在声明了一个变量,该变量持有一个字符串数组。
要向其中插入值,我们可以使用数组字面量 - 将值放在花括号内,用逗号分隔:
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
要创建一个整数数组,您可以编写:
int[] myNum = {10, 20, 30, 40};
访问数组元素
通过引用索引号来访问数组元素。
此语句访问 cars
中第一个元素的值:
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
Console.WriteLine(cars[0]);
// 输出 Volvo
注意:数组索引从 0 开始:[0]
是第一个元素。[1]
是第二个元素,以此类推。
更改数组元素
要更改特定元素的值,请引用索引号:
cars[0] = "Opel";
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
cars[0] = "Opel";
Console.WriteLine(cars[0]);
// 现在输出 Opel 而不是 Volvo
数组长度
要了解数组有多少个元素,请使用 Length
属性:
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
Console.WriteLine(cars.Length);
// 输出 4
创建数组的其他方法
如果您熟悉 C#,可能已经看到使用 new
关键字创建的数组,而且可能还看到具有指定大小的数组。在 C# 中,有不同的创建数组的方法:
// 创建包含四个元素的数组,并稍后添加值
string[] cars = new string[4];
// 创建包含四个元素的数组并立即添加值
string[] cars = new string[4] {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 创建四个元素的数组,立即添加值,而不指定大小
string[] cars = new string[] {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 创建包含四个元素的数组,省略 new 关键字,并且不指定大小
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
由您选择使用哪种选项,经常使用最后一种选项,因为它更快速且更易读
但是,请注意,如果您声明数组并稍后初始化它,您必须使用 new
关键字:
// 声明一个数组
string[] cars;
// 使用 new 添加值
cars = new string[] {"Volvo", "BMW", "Ford"};
// 不使用 new 添加值(这将导致错误)
cars = {"Volvo", "BMW", "Ford"};
C# Loop Through Arrays
循环遍历数组
您可以使用 for
循环遍历数组元素,并使用 Length
属性指定循环应运行多少次。
以下示例输出 cars
数组中的所有元素:
示例:
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
for (int i = 0; i < cars.Length; i++)
{
Console.WriteLine(cars[i]);
}
foreach 循环
还有一个专门用于遍历数组元素的 foreach
循环:
语法
foreach (type variableName in arrayName)
{
// 要执行的代码块
}
以下示例使用 foreach
循环输出 cars
数组中的所有元素:
示例
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
foreach (string i in cars)
{
Console.WriteLine(i);
}
上面的示例可以这样理解:对于数组中的每个字符串元素(称为 i
- 如索引),打印出 i
的值。
如果您比较 for
循环和 foreach
循环,您会发现 foreach
方法更容易编写,不需要计数器(使用 Length
属性),而且更易读。
C# Sort Arrays
排序数组
有许多可用的数组方法,例如 Sort()
,它可以按字母顺序或升序对数组进行排序:
示例:
// 对字符串进行排序
string[] cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
Array.Sort(cars);
foreach (string i in cars)
{
Console.WriteLine(i);
}
// 对整数进行排序
int[] myNumbers = {5, 1, 8, 9};
Array.Sort(myNumbers);
foreach (int i in myNumbers)
{
Console.WriteLine(i);
}
System.Linq 命名空间
其他有用的数组方法,如 Min
、Max
和 Sum
,可以在 System.Linq
命名空间中找到:
示例
using System;
using System.Linq;
namespace MyApplication
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int[] myNumbers = {5, 1, 8, 9};
Console.WriteLine(myNumbers.Max()); // 返回最大值
Console.WriteLine(myNumbers.Min()); // 返回最小值
Console.WriteLine(myNumbers.Sum()); // 返回元素的和
}
}
}
C# Multidimensional Arrays
多维数组
如果您想将数据存储为表格形式,比如具有行和列的表格,您需要了解多维数组。
多维数组基本上就是数组的数组。
数组可以有任意数量的维度。最常见的是二维数组(2D)。
二维数组
要创建一个二维数组,请在每个数组中添加自己的一组花括号,并在方括号内插入逗号(,):
示例:
int[,] numbers = { {1, 4, 2}, {3, 6, 8} };
好知道:单个逗号 [,]
指定数组是二维的。三维数组将有两个逗号:int[,,]
。
现在,numbers
是一个包含两个数组的数组。第一个数组元素包含三个元素:1、4 和 2,而第二个数组元素包含 3、6 和 8。为了可视化,可以将该数组看作是一个带有行和列的表格:
访问二维数组的元素
要访问二维数组的元素,必须指定两个索引:一个用于数组,一个用于该数组中的元素。或者更好地说,考虑到表格的可视化;一个用于行,一个用于列(见下面的示例)。
此语句访问了 numbers
数组中第一行(0)和第三列(2)中元素的值:
示例
int[,] numbers = { {1, 4, 2}, {3, 6, 8} };
Console.WriteLine(numbers[0, 2]); // 输出 2
记住:数组索引从 0 开始:[0]
是第一个元素。[1]
是第二个元素,以此类推。
更改二维数组的元素
您还可以更改元素的值。
以下示例将更改第一行(0)和第一列(0)中元素的值:
示例
int[,] numbers = { {1, 4, 2}, {3, 6, 8} };
numbers[0, 0] = 5; // 更改值为 5
Console.WriteLine(numbers[0, 0]); // 输出 5 而不是 1
循环遍历二维数组
您可以使用 foreach
循环轻松遍历二维数组的元素:
示例
int[,] numbers = { {1, 4, 2}, {3, 6, 8} };
foreach (int i in numbers)
{
Console.WriteLine(i);
}
您还可以使用 for
循环。对于多维数组,您需要为数组的每个维度使用一个循环。
还要注意,我们必须使用 GetLength()
而不是 Length
来指定循环应该运行多少次:
示例
int[,] numbers = { {1, 4, 2}, {3, 6, 8} };
for (int i = 0; i < numbers.GetLength(0); i++)
{
for (int j = 0; j < numbers.GetLength(1); j++)
{
Console.WriteLine(numbers[i, j]);
}
}
最后
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【Netty】「萌新入门」(七)ByteBuf 的性能优化-堆内存的分配和释放都是由 Java 虚拟机自动管理的,这意味着它们可以快速地被分配和释放,但是也会产生一些开销。 直接内存需要手动分配和释放,因为它由操作系统管理,这使得分配和释放的速度更快,但是也需要更多的系统资源。 另外,直接内存可以映射到本地文件中,这对于需要频繁读写文件的应用程序非常有用。 此外,直接内存还可以避免在使用 NIO 进行网络传输时发生数据拷贝的情况。在使用传统的 I/O 时,数据必须先从文件或网络中读取到堆内存中,然后再从堆内存中复制到直接缓冲区中,最后再通过 SocketChannel 发送到网络中。而使用直接缓冲区时,数据可以直接从文件或网络中读取到直接缓冲区中,并且可以直接从直接缓冲区中发送到网络中,避免了不必要的数据拷贝和内存分配。 通过 ByteBufAllocator.DEFAULT.directBuffer 方法来创建基于直接内存的 ByteBuf: ByteBuf directBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.directBuffer(16); 通过 ByteBufAllocator.DEFAULT.heapBuffer 方法来创建基于堆内存的 ByteBuf: ByteBuf heapBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.heapBuffer(16); 注意: 直接内存是一种特殊的内存分配方式,可以通过在堆外申请内存来避免 JVM 堆内存的限制,从而提高读写性能和降低 GC 压力。但是,直接内存的创建和销毁代价昂贵,因此需要慎重使用。 此外,由于直接内存不受 JVM 垃圾回收的管理,我们需要主动释放这部分内存,否则会造成内存泄漏。通常情况下,可以使用 ByteBuffer.clear 方法来释放直接内存中的数据,或者使用 ByteBuffer.cleaner 方法来手动释放直接内存空间。 测试代码: public static void testCreateByteBuf { ByteBuf buf = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(16); System.out.println(buf.getClass); ByteBuf heapBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.heapBuffer(16); System.out.println(heapBuf.getClass); ByteBuf directBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.directBuffer(16); System.out.println(directBuf.getClass); } 运行结果: class io.netty.buffer.PooledUnsafeDirectByteBuf class io.netty.buffer.PooledUnsafeHeapByteBuf class io.netty.buffer.PooledUnsafeDirectByteBuf 池化技术 在 Netty 中,池化技术指的是通过对象池来重用已经创建的对象,从而避免了频繁地创建和销毁对象,这种技术可以提高系统的性能和可伸缩性。 通过设置 VM options,来决定池化功能是否开启: -Dio.netty.allocator.type={unpooled|pooled} 在 Netty 4.1 版本以后,非 Android 平台默认启用池化实现,Android 平台启用非池化实现; 这里我们使用非池化功能进行测试,依旧使用的是上面的测试代码 testCreateByteBuf,运行结果如下所示: class io.netty.buffer.UnpooledByteBufAllocator$InstrumentedUnpooledUnsafeDirectByteBuf class io.netty.buffer.UnpooledByteBufAllocator$InstrumentedUnpooledUnsafeHeapByteBuf class io.netty.buffer.UnpooledByteBufAllocator$InstrumentedUnpooledUnsafeDirectByteBuf 可以看到,ByteBuf 类由 PooledUnsafeDirectByteBuf 变成了 UnpooledUnsafeDirectByteBuf; 在没有池化的情况下,每次使用都需要创建新的 ByteBuf 实例,这个操作会涉及到内存的分配和初始化,如果是直接内存则代价更为昂贵,而且频繁的内存分配也可能导致内存碎片问题,增加 GC 压力。 使用池化技术可以避免频繁内存分配带来的开销,并且重用池中的 ByteBuf 实例,减少了内存占用和内存碎片问题。另外,池化技术还可以采用类似 jemalloc 的内存分配算法,进一步提升分配效率。 在高并发环境下,池化技术的优点更加明显,因为内存的分配和释放都是比较耗时的操作,频繁的内存分配和释放会导致系统性能下降,甚至可能出现内存溢出的风险。使用池化技术可以将内存分配和释放的操作集中到预先分配的池中,从而有效地降低系统的内存开销和风险。 内存释放 当在 Netty 中使用 ByteBuf 来处理数据时,需要特别注意内存回收问题。 Netty 提供了不同类型的 ByteBuf 实现,包括堆内存(JVM 内存)实现 UnpooledHeapByteBuf 和堆外内存(直接内存)实现 UnpooledDirectByteBuf,以及池化技术实现的 PooledByteBuf 及其子类。 UnpooledHeapByteBuf:通过 Java 的垃圾回收机制来自动回收内存; UnpooledDirectByteBuf:由于 JVM 的垃圾回收机制无法管理这些内存,因此需要手动调用 release 方法来释放内存; PooledByteBuf:使用了池化机制,需要更复杂的规则来回收内存; 由于池化技术的特殊性质,释放 PooledByteBuf 对象所使用的内存并不是立即被回收的,而是被放入一个内存池中,待下次分配内存时再次使用。因此,释放 PooledByteBuf 对象的内存可能会延迟到后续的某个时间点。为了避免内存泄漏和占用过多内存,我们需要根据实际情况来设置池化技术的相关参数,以便及时回收内存; Netty 采用了引用计数法来控制 ByteBuf 对象的内存回收,在博文 「源码解析」ByteBuf 的引用计数机制 中将会通过解读源码的形式对 ByteBuf 的引用计数法进行深入理解; 每个 ByteBuf 对象被创建时,都会初始化为1,表示该对象的初始计数为1。 在使用 ByteBuf 对象过程中,如果当前 handler 已经使用完该对象,需要通过调用 release 方法将计数减1,当计数为0时,底层内存会被回收,该对象也就被销毁了。此时即使 ByteBuf 对象还在,其各个方法均无法正常使用。 但是,如果当前 handler 还需要继续使用该对象,可以通过调用 retain 方法将计数加1,这样即使其他 handler 已经调用了 release 方法,该对象的内存仍然不会被回收。这种机制可以有效地避免了内存泄漏和意外访问已经释放的内存的情况。 一般来说,应该尽可能地保证 retain 和 release 方法成对出现,以确保计数正确。
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F#探险之旅(二):函数式编程(上)-函数式编程范式简介 F#主要支持三种编程范式:函数式编程(Functional Programming,FP)、命令式编程(Imperative Programming)和面向对象(Object-Oriented,OO)的编程。回顾它们的历史,FP是最早的一种范式,第一种FP语言是IPL,产生于1955年,大约在Fortran一年之前。第二种FP语言是Lisp,产生于1958,早于Cobol一年。Fortan和Cobol都是命令式编程语言,它们在科学和商业领域的迅速成功使得命令式编程在30多年的时间里独领风骚。而产生于1970年代的面向对象编程则不断成熟,至今已是最流行的编程范式。有道是“*代有语言出,各领风骚数十年”。 尽管强大的FP语言(SML,Ocaml,Haskell及Clean等)和类FP语言(APL和Lisp是现实世界中最成功的两个)在1950年代就不断发展,FP仍停留在学院派的“象牙塔”里;而命令式编程和面向对象编程则分别凭着在商业领域和企业级应用的需要占据领先。今天,FP的潜力终被认识——它是用来解决更复杂的问题的(当然更简单的问题也不在话下)。 纯粹的FP将程序看作是接受参数并返回值的函数的集合,它不允许有副作用(side effect,即改变了状态),使用递归而不是循环进行迭代。FP中的函数很像数学中的函数,它们都不改变程序的状态。举个简单的例子,一旦将一个值赋给一个标识符,它就不会改变了,函数不改变参数的值,返回值是全新的值。 FP的数学基础使得它很是优雅,FP的程序看起来往往简洁、漂亮。但它无状态和递归的天性使得它在处理很多通用的编程任务时没有其它的编程范式来得方便。但对F#来说这不是问题,它的优势之一就是融合了多种编程范式,允许开发人员按照需要采用最好的范式。 关于FP的更多内容建议阅读一下这篇文章:Why Functional Programming Matters(中文版)。F#中的函数式编程 从现在开始,我将对F#中FP相关的主要语言结构逐一进行介绍。标识符(Identifier) 在F#中,我们通过标识符给值(value)取名字,这样就可以在后面的程序中引用它。通过关键字let定义标识符,如: let x = 42 这看起来像命令式编程语言中的赋值语句,两者有着关键的不同。在纯粹的FP中,一旦值赋给了标识符就不能改变了,这也是把它称为标识符而非变量(variable)的原因。另外,在某些条件下,我们可以重定义标识符;在F#的命令式编程范式下,在某些条件下标识符的值是可以修改的。 标识符也可用于引用函数,在F#中函数本质上也是值。也就是说,F#中没有真正的函数名和参数名的概念,它们都是标识符。定义函数的方式与定义值是类似的,只是会有额外的标识符表示参数: let add x y = x + y 这里共有三个标识符,add表示函数名,x和y表示它的参数。关键字和保留字关键字是指语言中一些标记,它们被编译器保留作特殊之用。在F#中,不能用作标识符或类型的名称(后面会讨论“定义类型”)。它们是: abstract and as asr assert begin class default delegate do donedowncast downto elif else end exception extern false finally forfun function if in inherit inline interface internal land lazy letlor lsr lxor match member mod module mutable namespace new nullof open or override private public rec return sig static structthen to true try type upcast use val void when while with yield 保留字是指当前还不是关键字,但被F#保留做将来之用。可以用它们来定义标识符或类型名称,但编译器会报告一个警告。如果你在意程序与未来版本编译器的兼容性,最好不要使用。它们是: atomic break checked component const constraint constructor continue eager event external fixed functor global include method mixinobject parallel process protected pure sealed trait virtual volatile 文字值(Literals) 文字值表示常数值,在构建计算代码块时很有用,F#提供了丰富的文字值集。与C#类似,这些文字值包括了常见的字符串、字符、布尔值、整型数、浮点数等,在此不再赘述,详细信息请查看F#手册。 与C#一样,F#中的字符串常量表示也有两种方式。一是常规字符串(regular string),其中可包含转义字符;二是逐字字符串(verbatim string),其中的(")被看作是常规的字符,而两个双引号作为双引号的转义表示。下面这个简单的例子演示了常见的文字常量表示: let message = "Hello World"r"n!" // 常规字符串let dir = @"C:"FS"FP" // 逐字字符串let bytes = "bytes"B // byte 数组let xA = 0xFFy // sbyte, 16进制表示let xB = 0o777un // unsigned native-sized integer,8进制表示let print x = printfn "%A" xlet main = print message; print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面
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