这篇文章主要介绍C#中管道式编的示例分析，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！
前言
在 C# 编程中，管道式编程（Pipeline Style programming）其实存在已久，最明显的就是我们经常使用的 LINQ。在进入 DotNetCore 世界后， 这种编程方式就更加明显，比如各种中间件的使用。通过使用这种编程方式，大大提高了代码的可维护性，优化了的业务的组合方式。
管道式编程具有如下优点：
创建一个流畅的编程范例，将语句转换为表达式并将它们链接在一起
用线性排序替换代码嵌套
消除变量声明 - 甚至不需要 var
提供某种形式的可变不变性和范围隔离
将结构代码编写成具有明确职责的小 lambda 表达式
......
基础实现
在该示例中，我们通过构建一个 double->int->string 的类型转换的管道来将一个目标数据最终转化为一个字符串。
首先，我们需要定义一个功能接口，用于约束每个功能函数的具体实现，示例代码如下所示：
public interface IPipelineStep<INPUT, OUTPUT>{ OUTPUT Process(INPUT input);}然后，我们定义两个类型转换的功能类，继承并实现上述接口，示例代码如下所示：
public class DoubleToIntStep : IPipelineStep<double, int>{ public int Process(double input) { return Convert.ToInt32(input); }}public class IntToStringStep : IPipelineStep<int, string>{ public string Process(int input) { return input.ToString(); }}接着，定义一个扩展函数，用于连接上述的各个功能函数，示例代码如下所示：
public static class PipelineStepExtensions{ public static OUTPUT Step<INPUT, OUTPUT>(this INPUT input, IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> step) { return step.Process(input); }}最后，我们就可以构建一个完整的管道，用于我们的数据类型转换，示例代码如下所示：
class Program{ static void Main(string[] args) { double input = 1024.1024; // 构建并使用管道 string result = input.Step(new DoubleToIntStep()) .Step(new IntToStringStep()); Console.WriteLine(result); }}此时，我们成功将一个 double 类型的数据转化为了 string 类型。通过介绍上述示例，我们可以简单将管道式编程概括为：定义功能接口 -> 实现功能函数 -> 组装功能函数 。
依赖注入
上述代码在一般的情况下是可以正常运行的，但是如果希望以 依赖注入(DI) 的方式注入的话，我们就需要将我们的管道组装进行封装，方便作为一个统一的服务注入到系统中。
首先，我们需要定义一个抽线类，用于管道组装的抽象封装，示例代码如下所示：
public abstract class Pipeline<INPUT,OUTPUT>{ public Func<INPUT, OUTPUT> PipelineSteps { get; protected set; } public OUTPUT Process(INPUT input) { return PipelineSteps(input); }}然后，我们就可以创建一个继承上述抽象类的具体管道组装类，示例代码如下所示：
public class TrivalPipeline : Pipeline<double, string>{ public TrivalPipeline() { PipelineSteps = input => input.Step(new DoubleToIntSetp()) .Step(new IntToStringStep()); }}最后，我们可以将 TrivalPipeline 这个具体的管道注入到我们的系统中。同样的，我们也可以直接使用，示例代码如下所示：
class Program{ static void Main(string[] args) { double input = 1024.1024; // 需要安装 Microsoft.Extensions.DependencyInjection var services = new ServiceCollection(); services.AddTransient<TrivalPipeline>(); var provider = services.BuildServiceProvider(); var trival = provider.GetService<TrivalPipeline>(); string result = trival.Process(input); Console.WriteLine(result); }}条件式组装
上述两个示例代码展示的管道组装式不带任何条件限制的， 无论参数是否合法都是这样组装进管道，但是在实际的开发过程中，我们需要对一定的业务模块进行条件性组装，所以这个时候我们就需要完善一下我们的代码。
首先，我们需要修改上面的 Pipeline<INPUT,OUTPUT> 类，使其继承 IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> 接口，示例代码如下所示：
public abstract class Pipeline<INPUT, OUTPUT> : IPipelineStep<INPUT, OUTPUT>{ public Func<INPUT, OUTPUT> PipelineSteps { get; protected set; } public OUTPUT Process(INPUT input) { return PipelineSteps(input); }}然后，我们定义一个带条件的管道装饰器类，示例代码如下所示：
public class OptionalStep<INPUT, OUTPUT> : IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> where INPUT : OUTPUT{ private readonly IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> _step; private readonly Func<INPUT, bool> _choice; public OptionalStep(Func<INPUT,bool> choice,IPipelineStep<INPUT,OUTPUT> step) { _choice = choice; _step = step; } public OUTPUT Process(INPUT input) { return _choice(input) ? _step.Process(input) : input; }}接着，我们定义一个新的功能类和支持条件判断的管道包装类，示例代码如下所示：
public class ThisStepIsOptional : IPipelineStep<double, double>{ public double Process(double input) { return input * 10; }}public class PipelineWithOptionalStep : Pipeline<double, double>{ public PipelineWithOptionalStep() { // 当输入参数大于 1024，执行 ThisStepIsOptional() 功能 PipelineSteps = input => input.Step(new OptionalStep<double, double>(i => i > 1024, new ThisStepIsOptional())); }}最后，我们可以使用如下方式进行测试：
class Program{ static void Main(string[] args) { PipelineWithOptionalStep step = new PipelineWithOptionalStep(); Console.WriteLine(step.Process(1024.1024)); // 输出 10241.024 Console.WriteLine(step.Process(520.520)); // 输出 520.520 }}事件监听
有的时候，我们希望在我们管道中执行的每一步，在开始和结束时，上层模块都能获得相应的事件通知，这个时候，我们就需要需改一下我们的管道包装器，使其支持这个需求。
首先，我们需要实现一个支持事件监听的具体功能类，示例代码代码如下所示：
public class EventStep<INPUT, OUTPUT> : IPipelineStep<INPUT, OUTPUT>{ public event Action<INPUT> OnInput; public event Action<OUTPUT> OnOutput; private readonly IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> _innerStep; public EventStep(IPipelineStep<INPUT,OUTPUT> innerStep) { _innerStep = innerStep; } public OUTPUT Process(INPUT input) { OnInput?.Invoke(input); var output = _innerStep.Process(input); OnOutput?.Invoke(output); return output; }}然后，我们需要定义一个能够传递事件参数的管道包装器类，示例代码如下所示：
public static class PipelineStepEventExtensions{ public static OUTPUT Step<INPUT, OUTPUT>(this INPUT input, IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> step, Action<INPUT> inputEvent = null, Action<OUTPUT> outputEvent = null) { if (inputEvent != null || outputEvent != null) { var eventDecorator = new EventStep<INPUT, OUTPUT>(step); eventDecorator.OnInput += inputEvent; eventDecorator.OnOutput += outputEvent; return eventDecorator.Process(input); } return step.Process(input); }}最后，上层调用就相对简单很多，示例代码如下所示：
public class DoubleStep : IPipelineStep<int, int>{ public int Process(int input) { return input * input; }}class Program{ static void Main(string[] args) { var input = 10; Console.WriteLine($"Input Value:{input}[{input.GetType()}]"); var pipeline = new EventStep<int, int>(new DoubleStep()); pipeline.OnInput += i => Console.WriteLine($"Input Value:{i}"); pipeline.OnOutput += o => Console.WriteLine($"Output Value:{o}"); var output = pipeline.Process(input); Console.WriteLine($"Output Value: {output} [{output.GetType()}]"); Console.WriteLine("\r\n"); //补充：使用扩展方法进行调用 Console.WriteLine(10.Step(new DoubleStep(), i => { Console.WriteLine($"Input Value:{i}"); }, o => { Console.WriteLine($"Output Value:{o}"); })); }}输出结果如下图所示：
可迭代执行
可迭代执行是指当我们的管道中注册了多个功能模块时，不是一次性执行完所以的功能模块，而是每次只执行一个功能，后续功能会在下次执行该管道对应的代码块时接着执行，直到该管道中所有的功能模块执行完毕为止。该特性主要是通过 yield return 来实现。
首先，我们需要实现一个该特性的管道包装器类，示例代码如下所示：
public class LoopStep<INPUT, OUTPUT> : IPipelineStep<IEnumerable<INPUT>, IEnumerable<OUTPUT>>{ private readonly IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> _internalStep; public LoopStep(IPipelineStep<INPUT,OUTPUT> internalStep) { _internalStep = internalStep; } public IEnumerable<OUTPUT> Process(IEnumerable<INPUT> input) { foreach (INPUT item in input) { yield return _internalStep.Process(item); } //等价于下述代码段 //return from INPUT item in input // select _internalStep.Process(item); }}然后，定义一个支持上述类型的功能组装的扩展方法，示例代码如下所示：
public static class PipelineStepLoopExtensions{ public static IEnumerable<OUTPUT> Step<INPUT, OUTPUT>(this IEnumerable<INPUT> input, IPipelineStep<INPUT, OUTPUT> step) { LoopStep<INPUT, OUTPUT> loopDecorator = new LoopStep<INPUT, OUTPUT>(step); return loopDecorator.Process(input); }}最后，上层调用如下所示：
class Program{ static void Main(string[] args) { var list = Enumerable.Range(0, 10); foreach (var item in list.Step(new DoubleStep())) { Console.WriteLine(item); } }}以上是“C#中管道式编的示例分析”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！希望分享的内容对大家有帮助，更多相关知识，欢迎关注编程网行业资讯频道！
