C# 2.0 사양(익명 메서드)(1)

21 익명 메소드

21.1. 익명 메소드 표현식

익명 메소드 표현식(anonymous-method-expression)은 A를 참조하여 평가되는 익명 메소드(anonymous 메소드)를 정의합니다. 메소드의 특정 값입니다.
l Primary-no-array-creation-expression (배열이 아닌 기본 생성 식:)
…
anonymous-method-expression (익명 메서드 식)
l anonymous-method-expression:
delegate anonymous-method-signature opt 블록(익명 메서드 표현: 익명 메서드 서명 선택적 블록 위임)
l anonymous-method-signature:
(anonymous-method-parameter-list opt ​​​​) (익명 메서드 서명: 익명 메서드 매개 변수 목록 선택 사항)
l 익명 메서드 매개 변수 목록:
익명 메서드 매개 변수
익명 메서드 매개 변수 목록, 익명 메서드 매개 변수 목록: 익명 메서드 매개 변수 익명 메소드 매개변수 목록)
l 익명 메소드 매개변수:
parameter-modifieropt 유형 식별자(익명 메소드 매개변수: 매개변수 수정자 선택적 유형 식별자)
익명 메소드 표현식은 특정 속성을 갖는 것으로 분류된 값입니다. 변환 규칙(§21.3).
익명 메서드 표현식은 매개변수, 지역 변수 및 상수에 대한 새로운 선언 공간과 레이블에 대한 새로운 선언 공간을 정의합니다(§3.3).

21.2 익명 메서드 서명

선택적인 익명 메서드 서명(anonymous-method-signature)은 익명 메서드에 대한 형식 매개 변수의 이름과 유형을 정의합니다. 무명 메소드의 매개변수 범위는 블록입니다. 범위에 익명 메소드 표현식이 포함된 지역 변수, 지역 상수 또는 매개변수의 이름을 일치시키는 것은 익명 메소드 매개변수 이름에 대한 컴파일 시간 오류입니다.
무명 메서드 식에 무명 메서드 시그니처가 있는 경우 이와 호환되는 대리자 유형은 동일한 매개 변수 유형과 한정자를 동일한 순서로 갖는 대리자 유형 집합으로 제한됩니다(§21.3). 무명 메서드 식에 무명 메서드 시그니처가 없으면 이와 호환되는 대리자 형식은 출력 매개 변수가 없는 대리자 형식 집합으로 제한됩니다.

익명 메소드 서명에는 속성이나 매개변수 배열이 포함될 수 없습니다. 그러나 무명 메서드 시그니처는 매개 변수 목록에 매개 변수 배열이 포함된 대리자 형식과 호환됩니다.

21.3 익명 메소드 변환

익명 메소드 표현식은 유형이 지정되지 않은 값으로 분류됩니다. 대리자 생성 식(§21.3.1)에서 익명 메서드 식을 사용할 수 있습니다. 무명 메서드 식의 다른 모든 적법한 사용은 여기에 정의된 암시적 변환에 따라 달라집니다.
모든 대리자와 호환되는 무명 메서드 식에는 암시적 변환이 존재합니다. D가 대리자 유형이고 A가 무명 메서드 표현식인 경우 다음 조건이 충족되면 D는 A와 호환됩니다.
l 먼저 D의 매개 변수 유형은 A와 호환됩니다.
n A가 없는 경우 익명 메소드 시그니처인 D의 매개변수 중 출력 매개변수 수정자가 없는 경우 D는 모든 유형의 매개변수를 0개 이상 가질 수 있습니다.
n A에 익명 메서드 시그니처가 있는 경우 D에는 동일한 수의 매개변수가 있어야 하고, A의 각 매개변수는 D의 해당 매개변수와 동일한 유형이어야 하며, A에 있는 각 매개변수의 ref 또는 out 수정자는 존재 여부는 D의 해당 매개변수와 일치해야 합니다. D의 마지막 매개변수가 매개변수 배열인지 여부는 D와 A의 호환성과는 아무런 관련이 없습니다.
l 둘째, D의 반환 유형은 A와 호환되어야 합니다. 이러한 규칙의 경우 A에 다른 익명 메서드 블록이 포함되어 있는 경우는 고려되지 않습니다.
n D가 반환 유형을 void로 선언하는 경우 A에 포함된 반환 문은 표현식을 지정해서는 안 됩니다.
n D가 R 유형의 반환 유형을 선언하는 경우 A에 포함된 모든 반환 문은 암시적으로 R로 변환 가능한(§6.1) 표현식을 지정해야 합니다. 또한 A 블록의 끝점에는 도달할 수 없어야 합니다.
호환되는 대리자 유형으로의 암시적 변환 외에, 객체 유형의 경우에도 익명 메서드에 대한 다른 변환은 없습니다.
다음 예에서는 이러한 규칙을 보여줍니다.

delegate void D(int x);
D d1 = delegate { }; // Ok
D d2 = delegate() { }; // 错误，签名不匹配
D d3 = delegate(long x) { }; //错误，签名不匹配
D d4 = delegate(int x) { }; // Ok
D d5 = delegate(int x) { return; }; // Ok
D d6 = delegate(int x) { return x; }; // 错误，返回类型不匹配
delegate void E(out int x);
E e1 = delegate { }; // 错误e具有输出参数
E e2 = delegate(out int x) { x = 1; }; // Ok
E e3 = delegate(ref int x) { x = 1; }; //错误，签名不匹配
delegate int P(params int[] a);
P p1 = delegate { }; // 错误，块的结束点可达
P p2 = delegate { return; }; // 错误，返回类型不匹配
P p3 = delegate { return 1; }; // Ok
P p4 = delegate { return "Hello"; }; //错误，返回类型不匹配
P p5 = delegate(int[] a) { // Ok
return a[0];
};
P p6 = delegate(params int[] a) { // 错误, 具有params 修饰符
return a[0];
}; 
P p7 = delegate(int[] a) { //错误，返回类型不匹配
if (a.Length > 0) return a[0];
return "Hello";
};
delegate object Q(params int[] a);
Q q1 = delegate(int[] a) { // Ok
if (a.Length > 0) return a[0];
return "Hello";
};

21.3.1 위임 생성 표현

위임 생성 표현(§7.5.10.3)]을 사용할 수 있습니다. 무명 메서드를 대리자 형식으로 변환하기 위한 대체 구문으로 사용됩니다. 대리자 생성 식에 대한 인수로 사용된 식이 무명 메서드 식인 경우 무명 메서드는 위에 정의된 암시적 변환 규칙을 사용하여 지정된 대리자 형식으로 변환됩니다. 예를 들어 D가 대리자 유형인 경우

new D(delegate { Console.WriteLine("hello"); })

표현식은

(D) delegate { Console.WriteLine("hello"); }

과 동일합니다. 21.4 익명 메서드 블록

匿名方法表达式的块遵循下列规则：
l 如果匿名方法包含签名，那么在签名中指定的参数在块内是有效的。如果匿名方法不具有签名，它可以被转换为具有参数的委托类型（§21.3），但参数在块内不可访问。
l 除了在最接近的封闭匿名方法签名中指定的ref和out参数（如果有的话）以外，对于块来说访问ref或者out参数将导致编译时错误。
l 当this的类型是一个结构类型时，对于块来说，访问this将导致编译时错误。无论该访问是显式的（像this.x）或者隐式的（像对于在结构实例的成员中的x），情况都是如此。该规则只是禁止此类访问方式，但并不影响在结构中成员查找的结果。
l 块可以访问匿名方法的外部变量(§21.5)。当匿名方法表达式被计算(§21.6)的时候，对于外部变量的访问，将会引用激活的（active）变量的实例。
l 对于块来说，包含一个其目标在块之外，或一个内嵌的匿名方法的块之内的goto语句、break语句或continue语句，将导致编译时错误。
l 在块内的return 语句，将从最接近的封闭匿名方法调用中返回控制权，而不是从封闭函数成员中返回。在return 语句中指定的表达式必须与某个委托类型兼容，而最接近的匿名方法表达式将被转换到该委托类型(§21.3)。

执行一个匿名方法的程序块，除了通过匿名方法表达式的计算和调用（evaluation and invocation）之外，是否还有其他方法，并没有明确地详细说明。特别的是，编译器可以通过合成一个或多个命名方法或类型来实现匿名方法，任何此类合成的元素的名字，必须为编译器的使用而保留在一个地方：名字必须保留两个连续下划字符。

21.5外部变量

作用域包含匿名方法表达式的任何局部变量、值参数和参数数组，都被称为匿名方法表达式的外部变量。在类的实例函数成员中，this值被认为是一个值参数，它也是包含在函数成员内的任何匿名方法表达式的外部变量

21.5.1捕获外部变量

当外部变量通过匿名方法而被引用时，就可以说这个外部变量被匿名方法所捕获(captured)了。通常，局部变量的生存期被限制为它所关联的程序块或语句的执行区(§5.1.7)。但被捕获的外部变量的生存期将至少被延长，直到引用匿名方法的委托可以被垃圾回收时为止。
示例

using System;
delegate int D();
class Test
{
static D F() {
int x = 0;
D result = delegate { return ++x; }
return result;
}
static void Main() {
D d = F();
Console.WriteLine(d());
Console.WriteLine(d());
Console.WriteLine(d());
}
}

局部变量x被匿名方法所捕获，并且x的生存期至少被延长，直到从F中返回的委托可以被垃圾回收为止（在这里，这一点直到程序结束才满足），既然匿名方法的每次调用都在x的相同实例上进行操作，该示例输出的结果为：

1
2
3

当局部变量或值参数被匿名方法所捕获时，该局部变量和值参数将不再被认为是固定的（fixed）变量(§18.3)，相反它成了可移动的（movable）变量。因此，任何取得被捕获的外部变量地址的不安全代码都必须首先使用fixed语句固定该变量。

21.5.2局部变量实例化

当程序执行到变量的作用域时，局部变量就被认为是实例化（instantiated）了。例如，当下面的方法被调用时，局部变量将被三次实例化和初始化——对于循环中的每次迭代都有一次。

static void F() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
int x = i * 2 + 1;
...
}
}

但是，如果将x的声明移出循环之外，则对于x只会产生一次实例化。

static void F() {
int x;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
x = i * 2 + 1;
...
}
}

通常，我们无法确切地看到一个局部变量多久被实例化一次——因为实例化的生命期被拆散（disjoint）了，可能的情况是，每次实例化都只是使用相同的存储位置。然而当一个匿名方法捕获一个局部变量的时候，实例化的影响将变得很明显。如示例

using System;
delegate void D();
class Test
{
static D[] F() {
D[] result = new D[3];
for (int i = 0; i < 3; i++) {
int x = i * 2 + 1;
result[i] = delegate { Console.WriteLine(x); };
}
return result;
}
static void Main() {
foreach (D d in F()) d();
}
}

产生如下输出。

1
3
5

但如果将x的声明移到循环之外

static D[] F() {
D[] result = new D[3];
int x;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
x = i * 2 + 1;
result[i] = delegate { Console.WriteLine(x); };
}
return result;
}

其输出如下。

5
5
5

请注意在F的新版本中创建的三个委托依据相等运算符(§21.7)是等价的。并且，允许编译器（但不是必须的）将三次实例化优化为一个单一的委托实例(§21.6)。
你可以让匿名方法委托共享某些具有其他单独实例的被捕获变量。例如，如果F被改变

static D[] F() {
D[] result = new D[3];
int x = 0;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
int y = 0;
result[i] = delegate { Console.WriteLine("{0} {1}", ++x, ++y); };
}
return result;
}

这三个委托捕获了X的同一实例，但捕获了Y的多个单独实例，所以输出如下。

1 1
2 1
3 1

单独的匿名方法可以捕获外部变量的相同实例。例如

using System;
delegate void Setter(int value);
delegate int Getter();
class Test
{
static void Main() {
int x = 0;
Setter s = delegate(int value) { x = value; };
Getter g = delegate { return x; };
s(5);
Console.WriteLine(g());
s(10);
Console.WriteLine(g());
}
}

两个匿名方法捕获了局部变量X的同一实例，并且它们可以通过该变量“通信”。该示例输出如下。

5
10

21.6匿名方法计算

匿名方法表达试的运行时计算产生一个引用匿名方法的委托实例，并且被捕获的外部变量的集合（可能为空）在计算时（the time of the evaluation）是活跃的（active）。当由匿名方法表达式所产生的委托被调用时，匿名方法体就会执行。方法体内的代码将使用由该委托引用而被捕获的外部变量执行。
由匿名方法表达时产生的委托调用列表包含一个单一入口。该委托的确切目标对象和目标方法都是未指定的。需要特别的注意的是，委托的目标对象是否为null，以及封闭函数成员的this值，或其他对象都是未指定的。
语义上相同的匿名方法的计算，如果它们带具有相同被捕获的外部变量集合（可能为空），可以（但不是必须）返回相同的委托实例。术语“语义上相同”用在这里，意思是说，该匿名方法的执行期在所有情况下，都产生给定相同实参的相同效果。这条规则允许如下的代码优化。

delegate double Function(double x);
class Test
{
static double[] Apply(double[] a, Function f) {
double[] result = new double[a.Length];
for (int i = 0; i < a.Length; i++) result[i] = f(a[i]);
return result;
}
static void F(double[] a, double[] b) {
a = Apply(a, delegate(double x) { return Math.Sin(x); });
b = Apply(b, delegate(double y) { return Math.Sin(y); });
...
}

}
由于两个匿名方法委托具有被捕获外部变量的相同集合（都为空），并且由于匿名方法在语义上是相同的，所以允许编译器产生引用同一目标方法的委托。实际上，这里允许编译器从两个匿名方法表达式返回相同的委托实例。
(to be continued)

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