“函数查找表”代替开关

Question

我最近遇到了一些代码，通过硬编码 a 来替换开关的使用

Dictionary<string (or whatever we would've been switching on), Func<...>> 

，并且无论开关在哪里，它都会改为 dict["value"].Invoke(...)。 代码在某种程度上感觉是错误的，但同时，这些方法看起来确实有点干净，特别是当有很多可能的情况时。我无法给出任何理由来解释为什么这是好的或坏的设计，所以我希望有人能给出一些理由来支持/谴责这种代码。性能上有提升吗？失去清晰度？

示例：

public class A {
    ...
    public int SomeMethod(string arg){
        ...
        switch(arg) {
            case "a": do stuff; break;
            case "b": do other stuff; break;
            etc.
        }
        ...
    }
    ...
}

变成

public class A {

    Dictionary<string, Func<int>> funcs = new Dictionary<string, Func<int>> {
        { "a", () => 0; },
        { "b", () => DoOtherStuff(); }
        ... etc.
    };

    public int SomeMethod(string arg){
        ...
        funcs[arg].Invoke();
        ...
    }
    ...
}

Answer 1

优点：

1. 您可以在运行时更改“开关”的运行时行为
2. ，不会使使用它的方法变得混乱，
3. 您可以有非文字情况（即case a + b == 3）麻烦少得多

缺点：

1. 所有方法都必须具有相同的签名。
2. 在某个时刻添加变量，则必须重新定义所有 lambda
3. 您的范围发生了变化，您不能使用在方法范围内定义的变量，除非您在 lambda 中捕获它们，如果您 必须专门处理不存在的索引（类似于 switch 中的 default），
4. 如果未处理的异常冒泡，堆栈跟踪将变得更加复杂，从而导致更难调试应用程序

你应该使用它吗？这确实取决于。您必须在某个地方定义字典，因此代码会在某个地方被它弄乱。你必须自己决定。如果您需要在运行时切换行为，那么字典解决方案确实很突出，特别是如果您使用的方法没有副作用（即不需要访问作用域变量）。

Answer 2

有几个原因：

1. 因为这样做可以让您选择每个 case 分支在运行时执行的操作。否则，您必须编译它。
2. 此外，您还可以在运行时更改分支的数量。
3. 正如您提到的，代码看起来更干净，尤其是有大量分支。

为什么您觉得这个解决方案不对？如果字典是在编译时填充的，那么您当然不会失去任何安全性（进入的委托肯定必须编译而不会出现错误）。您确实会损失一点性能，但是：

1. 在大多数情况下，性能损失不是问题
2. 您获得的灵活性是巨大的

Answer 3

乔恩有几个很好的答案。以下是更多内容：

• 每当您需要在 switch 中使用新的 case 时，您都必须将其编码到该 switch 语句中。这需要打开该类（以前工作得很好），添加新代码，然后重新编译和重新测试该类以及使用它的任何类。这违反了 SOLID 开发规则，即开放-封闭原则（类应该对修改封闭，但对扩展开放）。相比之下，委托字典允许随意添加、删除和交换委托，而无需更改执行选择的代码。
• 使用委托字典允许代码在位于任何地方的条件下执行，从而从任何地方赋予字典。有了这种自由度，就可以轻松地将设计转变为策略模式，其中每个委托都由执行该案例逻辑的唯一类提供。这支持代码封装和单一职责原则（一个类应该做一件事，并且应该是唯一负责该件事的类）。

Answer 4

如果可能的情况较多，那么最好将 Switch 语句替换为 策略模式，查看此内容。

应用策略模式而不是使用 Switch 语句

Answer 5

目前还没有人对我认为这种方法的最大缺点发表任何言论。

它的可维护性较差。

我这么说有两个原因。

1. 它的语法更加复杂。
2. 需要更多的推理才能理解。

大多数程序员都知道 switch 语句是如何工作的。许多程序员从未见过函数字典。

虽然这看起来像是 switch 语句的一个有趣且新颖的替代方案，并且很可能是解决某些问题的唯一方法，但它要复杂得多。如果您不需要增加灵活性，则不应使用它。

Answer 6

将您的 A 类转换为分部类，并在另一个文件中创建第二个分部类，其中仅包含委托字典。

现在，您可以更改分支数量，并向 switch 语句添加逻辑，而无需触及类其余部分的源代码。

Answer 7

（无论语言如何）从性能角度来看，如果此类代码存在于关键部分，那么使用函数查找表几乎肯定会更好。

原因是您消除了多个运行时条件（切换时间越长，比较就越多），有利于简单的数组索引和函数调用。

唯一的性能缺点是您引入了函数调用的成本。这通常比所述条件更好。描述差异； YMMV。