第二十章：異步和檔案I/O.（十八）

标記進度

正如您無疑發現的那樣，按下MandelbrotSet中的Calculate按鈕并等待位圖顯示有點令人不安。 沒有任何迹象表明該計劃在完成工作的過程中有多遠，或者您需要等待多長時間。

如果可能，異步方法應報告進度。 我确信你可以自己完成一些工作，但是有一種标準方法可以報告傳回Task對象的方法的進度。 這涉及IProgress 接口和實作該接口的Progress 類，這兩個類都在System命名空間中定義。 IProgress定義如下：

public interface IProgress<T>
{
    void Report(T value);
}           

要使用此工具，請為IProgress類型的異步方法定義參數。然後，異步方法會定期調用Report，因為它正在執行背景作業。通常，T是int，在這種情況下，傳遞給Report的值通常在1到100之間，或者

double，适用于0到1之間的值。這是您的選擇。為了與Xamarin.Forms ProgressBar保持一緻，從0到1的雙值是理想的。

調用異步方法的代碼執行個體化Progress對象，并将異步方法調用Report時調用的lambda函數傳遞給其構造函數。 （或者您可以将處理程式附加到Progress對象的ProgressChanged事件。）雖然在背景線程上調用Report，但是在執行個體化Progress對象的線程上調用lambda函數或事件處理程式，這意味着lambda函數或事件處理程式可以安全地通路使用者界面對象。

MandelbrotProgress程式的XAML檔案與之前的XAML檔案相同，隻是ProgressBar已替換ActivityIndi​​cator：

<ContentPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
             x:Class="MandelbrotProgress.MandelbrotProgressPage">
    <ContentPage.Padding>
        <OnPlatform x:TypeArguments="Thickness"
                    iOS="0, 20, 0, 0" />
    </ContentPage.Padding>
    <StackLayout>
        <Grid VerticalOptions="FillAndExpand">
            <ContentView Padding="10, 0"
                         VerticalOptions="Center">
                <ProgressBar x:Name="progressBar" />
            </ContentView>
 
            <Image x:Name="image" />
        </Grid>
        <Button x:Name="calculateButton"
                Text="Calculate"
                FontSize="Large"
                HorizontalOptions="Center"
                Clicked="OnCalculateButtonClicked" />
    </StackLayout>
</ContentPage>           

代碼隐藏檔案非常相似，隻是名為progressReporter的Progress對象被定義為一個字段，構造函數使用lambda函數對其進行執行個體化，該函數隻是将參數設定為ProgressBar的Progress屬性。 此Progress對象傳遞給CalculateMandelbrotAsync方法，在此新版本中，該方法現在負責建立和傳回BmpMaker對象：

public partial class MandelbrotProgressPage : ContentPage
{
    static readonly Complex center = new Complex(-0.75, 0);
    static readonly Size size = new Size(2.5, 2.5);
    const int pixelWidth = 1000;
    const int pixelHeight = 1000;
    const int iterations = 100;
    Progress<double> progressReporter;
    public MandelbrotProgressPage()
    {
        InitializeComponent();
        progressReporter = new Progress<double>((double value) =>
            {
                progressBar.Progress = value;
            });
    }
    async void OnCalculateButtonClicked(object sender, EventArgs args)
    {
        // Configure the UI for a background process.
        calculateButton.IsEnabled = false;
        // Render the Mandelbrot set on a bitmap.
        BmpMaker bmpMaker = await CalculateMandelbrotAsync(progressReporter);
        image.Source = bmpMaker.Generate();
    }
    Task<BmpMaker> CalculateMandelbrotAsync(IProgress<double> progress)
    {
        return Task.Run<BmpMaker>(() =>
        {
            BmpMaker bmpMaker = new BmpMaker(pixelWidth, pixelHeight);
            for (int row = 0; row < pixelHeight; row++)
            {
                double y = center.Imaginary - size.Height / 2 + row * size.Height / pixelHeight;
                // Report the progress.
                progress.Report((double)row / pixelHeight);
                for (int col = 0; col < pixelWidth; col++)
                {
                    double x = center.Real - size.Width / 2 + col * size.Width / pixelWidth;
                    Complex c = new Complex(x, y);
                    Complex z = 0;
                    int iteration = 0;
                    bool isMandelbrotSet = false;
                    if ((c - new Complex(-1, 0)).MagnitudeSquared < 1.0 / 16)
                    {
                        isMandelbrotSet = true;
                    }
                    else
                    {
                        do
                        {
                            z = z * z + c;
                            iteration++;
                        }
                        while (iteration < iterations && z.MagnitudeSquared < 4);
                        isMandelbrotSet = iteration == iterations;
                    }
                    bmpMaker.SetPixel(row, col, isMandelbrotSet ? Color.Black : Color.White);
                }
            }
            return bmpMaker;
        });
    }
}           

異步方法報告每個新行的進度：

progress.Report((double)row / pixelHeight);           

注意：您不想頻繁報告進度，以至于放慢了方法的速度！ 在整個操作過程中對Report方法進行了一百次調用是很充分的，在ProgressBar開始看起來緊張之前，你可能會大大減少這個數字。

如果你密切關注MandelbrotProgress中的ProgressBar，你會發現它在開始時快速移動然後變慢。 問題區域是大的心形，在較小程度上，左側的圓圈構成了Mandelbrot組的大部分。 對于這些區域内的點，在将點辨別為集合的成員之前，重複計算必須運作到最大疊代計數。 這種新方法試圖通過檢測點何時在圓内來減少工作量。 該圓的中心是複數點，半徑為1/4：

if ((c - new Complex(-1, 0)).MagnitudeSquared < 1.0 / 16)
{
    isMandelbrotSet = true;
}           

但心形訓示是一個更複雜的對象（盡管也可以識别，正如該程式的下一個版本所示）。

當異步方法建立并傳回該BmpMaker對象時，擷取該對象并将位圖設定為Image對象的代碼簡化為兩個語句：

BmpMaker bmpMaker = await CalculateMandelbrotAsync(progressReporter);
image.Source = bmpMaker.Generate();           

但是如果兩個語句太多，請記住，await幾乎隻是一個普通的運算符，可以是更複雜的語句的一部分：

image.Source = (await CalculateMandelbrotAsync(progressReporter)).Generate();