15.ラムダ式と非同期プログラミング

(x, y) => x + y

(int x, int y) => { return x + y }

using System;

namespace Chap15;
internal class Example01 {
    public static void Run() {

        // ラムダ式で書いた匿名メソッドをデリゲート型変数に代入
        Func<int, int, int> func = (x, y) => (x + y);

        // 匿名メソッドの呼び出し結果を表示
        Console.WriteLine(func(1, 3));
    }
}

using System;

namespace Chap15;
internal class Example02 {
    public static void Run() {

        // 実行するメソッド切り替え(0 - 3)
        int funcNum = 0;

        Func<int, int, int> func = null;
        switch (funcNum) {
        case 0:
            // 加算
            func = Add;
            break;
        case 1:
            // 減算
            func = Sub;
            break;
        case 2:
            // 乗算(ラムダ式)
            func = (x, y) => (x * y); ;
            break;
        case 3:
        default:
            // 除算(ラムダ式)
            func = (x, y) => (x / y); ;
            break;
        }

        // 演算結果を表示
        Console.WriteLine(func(10, 2));
    }

    // 加算
    private static int Add(int x, int y) {
    return x + y;
    }

    // 減算
    private static int Sub(int x, int y) {
        return x - y;
    }
}

using System;

namespace Chap15;
internal class Example03 {
    public static void Run() {

        // あなたの名前
        string yourName = "山田太郎";

        // 実行するメソッド切り替え(0 - 2)
        int funcNum = 0;

        Action<string> action = null;
        switch (funcNum) {
        case 0:
            // 朝の挨拶
            action = (name) => Console.WriteLine("おはよう、" + name + "さん");
            break;
        case 1:
            // 昼の挨拶
            action = (name) => Console.WriteLine("こんにちは、" + name + "さん");
                break;
        case 2:
        default:
            // 夜の挨拶
            action = (name) => Console.WriteLine("こんばんは、" + name + "さん");
                break;
        }

        // 挨拶実行
        action(yourName);

        // 引数無しのAction
        Action bye = () => Console.WriteLine("おつかれさまでした");
        bye();
    }
}

using System;

namespace Chap15;
internal class Example04 {

    // お客の台詞
    private static string[] happyMansLines = [
        "やぁこんばんは！",
        "いつものバーボンね。",
        "いやぁデカい契約とれちゃってさぁ。もう一杯！",
        "今日みたいな日に飲まないでいつ飲むんだよぉ…もう一杯だけ！",
        "わかったよぉ…じゃあ、お勘定！"
    ];

    // 女性バーテンの台詞
    private static string[] barmaidsLines = [
        "あらいらっしゃい。なんにする？",
        "いい飲みっぷりねぇ。",
        "ちょっと、だいぶ飲んでるわよ。大丈夫？",
        "ねぇ飲み過ぎよ。その辺にしといたら？",
        "フラフラじゃないの。お勘定は今度でいいから気をつけてね。"
    ];

    // ターン最大値の設定(一台詞毎にturnが加算されるので両方の台詞数の合計となる)
    private static int MAX_TURN = happyMansLines.Length + barmaidsLines.Length;

    public static void Run() {
        // 客とバーテンのメソッドを持つFunc型変数を生成
        Func<int, string> happyMan = (n) => ("幸せな男：" + happyMansLines[n]);
        Func<int, string> barmaid = (n) => ("バーテン：" + barmaidsLines[n]);

        // 会話の進行カウンタ
        int turn = 0;

        // 全ての台詞を出力するまでループ
        do {
            // Enterキー受付
            Console.ReadLine();

            // ターンによってメソッドを切り替える
            Func<int, string>who = 0 == turn % 2 ? happyMan : barmaid;

            // 台詞を表示
            Console.WriteLine(who(turn / 2));

        } while (++turn < MAX_TURN);
    }
}

    // シャッフルしたキャストのリストを返す
    // 元のリストの順番を変えずに新たにランダムに並び順を変えたリストを生成する
    public static List<Cast> GetShuffledCasts() {
        return Casts.OrderBy(a => Guid.NewGuid()).ToList(); 
    }

using System;

namespace Chap15 {

    internal class Example05 {

        public static void Run() {
            // 友達リスト
            List<Friend> friends = new List<Friend>();

            friends.Add(new Friend("井本喜代", 28, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("磯崎信長", 20, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("大坪留美子", 24, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("下山賢二", 22, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("諸星菜緒", 21, Genders.Neither));
            friends.Add(new Friend("西尾真央", 23, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("深谷俊夫", 32, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("大平峻輝", 24, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("稲田忠夫", 26, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("富樫朝子", 27, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("宮城達行", 29, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("尾形昌宏", 33, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("梶原一翔", 20, Genders.Neither));
            friends.Add(new Friend("伊東利子", 21, Genders.Female));

            // 年齢でフィルタリング
            Console.WriteLine("年齢25以上でフィルタリング");
            List<Friend> filteredByAge = friends.Where(s => s.Age >= 25).ToList();
            foreach(Friend friend in filteredByAge) {
                Console.WriteLine(friend);
            }

            // 改行を入れる
            Console.WriteLine();

            // 性別女性でフィルタリングして年齢の昇順にソート
            Console.WriteLine("性別女性でフィルタリングして年齢の昇順にソート");
            List<Friend> filteredByAgeAndGender = 
                friends.Where(s => s.Gender == Genders.Female).OrderBy(s => s.Age).ToList();
            foreach (Friend friend in filteredByAgeAndGender) {
                Console.WriteLine(friend);
            }
        }
    }

    // 性別の列挙
    internal enum Genders { Male, Female, Neither }

    // 友達クラス
    internal class Friend {

        // 名前
        public string Name { get; set; }

        // 年齢
        public int Age { get; set; }

        // 性別
        public Genders Gender { get; set; }

        // コンストラクタ
        public Friend(string name, int age, Genders gender) {
            Name = name;
            Age = age;
            Gender = gender;
        }

        // ToStringオーバーライド
        public override string ToString() {
            string g = this.Gender == Genders.Male ? "男性" : 
                (this.Gender == Genders.Female ? "女性" : "どちらでもない" );
            return $"{Name}: {Age}才: 性別:{g}";
        }
    }
}

using System;

using Chap15;

namespace Chap15 {

    internal class Example06 {

        public static void Run() {
            // 友達リスト
            List<Friend> friends = new List<Friend>();

            friends.Add(new Friend("井本喜代", 28, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("磯崎信長", 20, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("大坪留美子", 24, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("下山賢二", 22, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("諸星菜緒", 21, Genders.Neither));
            friends.Add(new Friend("西尾真央", 23, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("深谷俊夫", 32, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("大平峻輝", 24, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("稲田忠夫", 26, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("富樫朝子", 27, Genders.Female));
            friends.Add(new Friend("宮城達行", 29, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("尾形昌宏", 33, Genders.Male));
            friends.Add(new Friend("梶原一翔", 20, Genders.Neither));
            friends.Add(new Friend("伊東利子", 21, Genders.Female));

            // FriendにGUIDを付与してFriend2にマッピング
            List<Friend2> friends2 = friends.Select(x => new Friend2() {
                Id = Guid.NewGuid(),
                Name = x.Name,
                Age = x.Age,
                Gender = x.Gender,
            }).ToList();

            Console.WriteLine("FriendにGUIDを付与してFriend2にマッピング");
            foreach(Friend2 friend in friends2) {
                Console.WriteLine(friend);
            }            
        }
    }

    // GUIDプロパティを増やした友達クラス
    internal class Friend2 {

        public Guid Id { get; set; }

        // 名前
        public string Name { get; set; }

        // 年齢
        public int Age { get; set; }

        // 性別
        public Genders Gender { get; set; }

        // ToStringオーバーライド
        public override string ToString() {
            string g = this.Gender == Genders.Male ? "男性" : 
                (this.Gender == Genders.Female ? "女性" : "どちらでもない" );
            return $"GUID:{Id} {Name}: {Age}才: 性別:{g}";
        }
    }
}

            // FriendにGUIDを付与してFriend2にマッピング
            List<Friend2> friends2 = friends.Select(x => new Friend2() {
                Id = Guid.NewGuid(),
                Name = x.Name,
                Age = x.Age,
                Gender = x.Gender,
            }).ToList();

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace Chap15;
internal class Example07 {

    public static async void Run() {

        Console.WriteLine("\n===非同期処理を使って二つの処理を同時に実行します===\n");

        // ２つのタスクを生成して実行する
        Task ta = Task.Run(OperationA);
        Task tb = Task.Run(OperationB);

        // 両方のタスクが完了するまで待つ
        Task.WaitAll(ta, tb);

        Console.WriteLine("===全ての処理が終了しました===");
    }

    // 一つ目のタスクを行うメソッド
    private async static Task OperationA() {
        ConsoleColor col = ConsoleColor.Green;
        WriteLine("★★Aの処理を開始します★★\n", col);
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            Console.WriteLine("Aの処理" + i + "回目\n", col);
            await Task.Delay(1000);
        }
        WriteLine("★★Aの処理が終了しました★★\n", col);
    }

    // 二つ目のタスクを行うメソッド
    private async static Task OperationB() {
        ConsoleColor col = ConsoleColor.Yellow;
        WriteLine("★★Bの処理を開始します★★\n", col);
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            WriteLine("Bの処理" + i + "回目\n", col);
            await Task.Delay(1000);
        }
        WriteLine("★★Bの処理が終了しました★★\n", col);
    }

    // 指定された文字色で文字列をコンソールに出力する
    private static void WriteLine(string text, ConsoleColor color) {
        Console.ForegroundColor = color;
        Console.WriteLine(text);
        Console.ResetColor();
    }
}

using System;
using System.Reflection;

namespace Chap15;

// 列挙型に属性(アトリビュート)を持たせるためのクラス定義
public class ColAtr : Attribute {
    public ConsoleColor Color { get; set; }
    public ColAtr(ConsoleColor color) => this.Color = color;
}

public class NameAtr : Attribute {
    public string Name { get; set; }
    public NameAtr(string name) => this.Name = name;
}

// 台詞とト書きの主体を定義するための列挙
public enum Whos {
    [ColAtr(ConsoleColor.Cyan)]   [NameAtr("忙しい男：")] Lead,
    [ColAtr(ConsoleColor.Yellow)] [NameAtr("AIメイド：")] Ai,
    [ColAtr(ConsoleColor.White)]  [NameAtr("==== ")]  Direction
}

// 列挙型の属性を取得するための拡張メソッドを定義するクラス
public static class LineTypeEx {
    // リフレクションを使って属性を取得するメソッド
    public static T GetAtr<T>(this Enum e) where T : Attribute {

        T atr = e.GetType().GetField(e.ToString()).GetCustomAttribute<T>();

        return atr is T ? atr : null;

    }

    // 文字色属性のゲッター
    public static ConsoleColor GetColor(this Whos whos) {
        return whos.GetAtr<ColAtr>().Color;
    }

    // 名前属性のゲッター
    public static string GetName(this Whos lineType) {
        return lineType.GetAtr<NameAtr>().Name;
    }
}

// 台詞やト書きを一つ保持するクラス
public class Line {
    // 台詞の持ち主の列挙
    public Whos type { get; set; }

    // 台詞
    public string item { get; set; }

    // キャプション表示の停止フラグ
    public bool stopCaption { get; set; }

    // サブシーンの開始を指示するSceneのインスタンス
    public Scene trigger { get; set; }

    // コンストラクタ
    public Line(Whos whos, string item, bool stopCaption, Scene trigger = null) {
        this.type = whos;
        this.item = item;
        this.stopCaption = stopCaption;
        this.trigger = trigger;
    }

    // 台詞を表示
    public void speak() {
        Console.ForegroundColor = this.type.GetColor();
        Console.WriteLine(this.ToString());
        Console.ResetColor();
    }

    // ToStringメソッドのオーバーライド
    public override string ToString() {
        return this.type.GetName() + this.item + (this.type == Whos.Direction ? " ====\n" : "\n");
    }
}

using System;
using System.Timers;

namespace Chap15;
public class Scene {
    // 台詞のリスト
    private List<Line> lines = new List<Line>();
    // 台詞のインデックス
    private int index = 0;
    // 進行タイマー
    private System.Timers.Timer timer = null;
    // 分岐シーンのキャプション
    private string caption = string.Empty;
    // サブシーンのインスタンス
    private Scene subScene = null;
    // シーン終了フラグ
    private bool finished = false;
    // キャプション停止フラグ
    public bool noCaption { get; set; } 

    // コンストラクタ 台詞の配列とインターバル、キャプションを引数に取る
    public Scene(Line[] itmems, int interval, string caption = "") {
        this.lines = itmems.ToList<Line>();
        timer = new System.Timers.Timer(interval);
        this.caption = caption;
    }

    // 次の台詞を表示
    public void next() {

        // 台詞が最後まで進めばタイマーを停止
        if (lines.Count == index) {
            Stop();
        } else {
            // サブシーンのタスクが終了したらインスタンスをクリア
            if (subScene != null && subScene.isFinished()) {
                subScene = null;
            }

            // 次の台詞を取得する
            Line line = lines[index++];
            // キャプション表示を停止する指示があれば停止する
            if (line.stopCaption) {
                this.noCaption = true;
            }

            // 台詞の表示
            line.speak();

            // サブシーン開始の指示があればインスタンスを設定してサブシーンを開始する
            if (null != line.trigger) {
                subScene = line.trigger;
                subScene.Start();
            }
        }
    }

    // シーンが進行中かの真偽値を返す
    public bool isBusy() {
        return timer.Enabled;
    }

    // シーンが終了したかの真偽値を返す
    public bool isFinished() {
        return finished;
    }

    // シーンを開始する
    public void Start() {
        // タイマーにイベントを追加し、スタート
        timer.Elapsed += async (sender, e) => await goChatOnAsync(sender, e);
        timer.Start();
    }

    // シーンを終了する
    public void Stop() {
        // タイマーを停止して破棄
        timer.Stop();
        timer.Dispose();
        // 処理完了フラグを立てる
        finished = true;
    }

    // キャプションを表示
    public void showCaption() {
        if (!this.noCaption) {
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
            Console.WriteLine("★★★" + this.caption + "★★★");
            Console.ResetColor();
        }
    }

    // 非同期処理の会話進行エントリメソッド
    public async Task goChatOnAsync(object sender, ElapsedEventArgs e) {
        await nextLineAsync();
    }

    // 非同期処理の会話進行本体
    public async Task nextLineAsync() {
        // 実際にはここでI/Oバウンドが発生する処理を行う
        // 1.5秒の遅延を発生させる
        await Task.Delay(1500); 
        // キャプションが設定されており、停止されていなければキャプションを表示
        if (null != subScene && string.Empty != subScene.caption) {
            subScene.showCaption();
        }

        // 次の台詞を表示する
        if (null == subScene || (null != subScene && subScene.isFinished())) {
            this.next();
        }
    }
}

namespace Chap15;

using System;
using System.Timers;

public class Example08 {
    // 各シーンのインターバル定数
    const int MAIN_INTERVAL = 2000;
    const int TICKET_INTERVAL = 3000;
    const int DINER_INTERVAL = 2500;

    // 各シーンの生成
    private static Scene ticketScene = makeTicketScene();
    private static Scene dinerScene = makeDinerScene();
    private static Scene mainScene = makeMainScene();

    public static void Run() {

        // メインシーンを開始
        mainScene.Start();

        // アプリケーションが終了しないように入力待ち状態にする
        Console.ReadLine();
    }

    // チケット予約シナリオを作成
    private static Scene makeTicketScene() {
        Line[] items = [
            new Line(Whos.Ai, "ご主人様、チケットが取れました", true),
            new Line(Whos.Lead, "そうか！よかった。これで社長に怒鳴られずにすむ", false),
        ];
        return new Scene(items, TICKET_INTERVAL, "航空チケット問い合わせ中");
    }


    // ダイナー予約シナリオを作成
    private static Scene makeDinerScene() {
        Line[] items = [
            new Line(Whos.Ai, "ご主人様、ダイナーの予約が取れました", true),
            new Line(Whos.Lead, "ありがとう！なんとしてでも間に合うように帰ってくるよ", false),
        ];
        return new Scene(items, DINER_INTERVAL, "ダイナー予約問い合わせ中");
    }

    // メインシナリオを作成
    private static Scene makeMainScene() {
        Line[] items = [
            new Line(Whos.Ai, "おはようございます、ご主人様", false),
            new Line(Whos.Lead, "ふあああぁ…おはよう", false),
            new Line(Whos.Ai, "お目覚めはいかがですか？", false),
            new Line(Whos.Lead, "まだ眠いよ…なんか予定入ってたっけ？", false),
            new Line(Whos.Ai, "今日は9時の便でサンフランシスコの会議にご出席されるのでは？", false),
            new Line(Whos.Lead, "え？あぁそうだった！…しまったチケット取るのを忘れていたぞ", false),
            new Line(Whos.Ai, "では、至急いつもの業者に問い合わせますね", false),
            new Line(Whos.Lead, "ああ、頼む。こんなことなら君に任せておけばよかった", false),
            new Line(Whos.Ai, "チケットが確保できたらお知らせしますので、その間にご準備を", false),
            new Line(Whos.Direction, "慌ただしく荷造りを始める男", false, ticketScene),
            new Line(Whos.Ai, "あのぉ…ご主人様？", false),
            new Line(Whos.Lead, "なんだい？今、忙しいんだけど", false),
            new Line(Whos.Ai, "お邪魔して申し訳ないのですが、お戻りは何時頃になりますでしょうか", false),
            new Line(Whos.Lead, "さぁな、会議のなりゆきでどうなるか…なんでそんなこと聞くんだ？", false),
            new Line(Whos.Ai, "19時から会食のご予定も入っておりますので…", false),
            new Line(Whos.Lead, "うわっそうだった！席の予約もしてないぞ", false),
            new Line(Whos.Ai, "ご予約は、いつものダイナーでよろしいですか？", false),
            new Line(Whos.Lead, "ああ、それでいい。頼めるか？", false),
            new Line(Whos.Ai, "はい。では予約できるか問い合わせてみます", false, dinerScene),
            new Line(Whos.Lead, "よぉし準備完了！それじゃあ行ってくるよ", false),
            new Line(Whos.Ai, "はい、どうぞお気を付けて", false),
            new Line(Whos.Lead, "ほんとに助かったよ！愛してる", false),
            new Line(Whos.Ai, "お役に立てて、私もうれしいです。行ってらっしゃいませ", false),
      ];
        return new Scene(items, MAIN_INTERVAL);
    }
}

timer.Elapsed += async (sender, e) => await goChatOnAsync(sender, e);

async Task<string> GetWebDataAsync() {
    using (HttpClient client = new HttpClient()) {
        string result = await client.GetStringAsync("https://example.com/data");
        return result;
    }
}

static async Task Main(string[] args) {
    string data = await GetWebDataAsync();
    Console.WriteLine(data);
}

ラムダ式の中でもasyncを使うことができます。

Func<Task> asyncLambda = async () => {
    await Task.Delay(1000);
    Console.WriteLine("非同期ラムダ式");
};

await asyncLambda();