C#9.0新特性详解——顶级程序语句（Top-Level Programs)

Belle ·

更新时间:2024-11-10

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1 背景与动机

通常，如果只想用C#在控制台上打印一行“Hello World！”，这可不是Console.WriteLine("Hello World!");一条语句就可以搞定的，还涉及到其他必要基础代码（如定义类和入口函数Main），例如下面：


using System;
class Program
{
  static void Main()
  {
    Console.WriteLine("Hello World!");
  }
}

就打印一句“Hello World!”，就这么多代码。这个不仅对于初学者来说麻烦，而且使得代码凌乱，并且增加了缩进层级。为了解决这些问题，就提出了顶级代码语句这个新特性。

2 顶级语句

2.1 介绍

在C#9.0中，将Class的定义和主函数Main的声明省略掉，只写出你的核心业务代码，就成了顶级语句。上面这段代码，我们可以用顶级语句写为：


using System;
Console.WriteLine("Hello World!");

这样，代码简洁清晰了很多，易于初学者理解。是不是有点写Python的感觉？当然，任何语句都是允许的。如果你想返回值，你可以那样做；你想用await，也可以那样做；如果你想访问命令行参数，args也是可用的；你想使用本地函数，也是可以的。

虽然可以使用任何代码，但是有一些规则要求必须遵守：

顶级语句必须放在using语句代码后面顶级语句必须用在任何类型或者命名空间声明的前面顶级语句只能写在一个源代码文件里，像如今只能写一个main方法一样。顶级语句中定义的本地函数和变量，在顶级代码段外部的任何地方调用他们都会产生错误。

下面这段代码就是一个比较好的示例：


using static System.Console;
using System.Threading.Tasks;
WriteLine("Hello,");
Print(args[0]);
await Task.Delay(1000);
return 0;
void Print(string arg)
{
  WriteLine(arg);
}

2.2 原理

我们知道，C#作为面向对象的编程语言，一切类型都是面向对象的，要有类型和成员定义。顶级语句表面看着好像违反了这一规则，实际上没有。这是因为，顶级语句最终还是在编译的时候，被作为全局命空间中Program类的Main方法体中一段代码一起自动生成。如下所示：


static class Program
{
  static async Task Main(string[] args)
  {
    // 顶级语句
  }
}

需要注意的是，这里的类名Program和方法名Main只是用来举例，其实在编译器生成的不是这个名字。我们可以通过查看IL代码确认这一点：

根据在顶级语句中是否有异步操作和返回值的情况，生成的入口函数签名也是不同的。具体如下面表格所示：

	存在返回值	不存在返回值
存在异步	async static Task<int> Main(string[] args)	async static Task Main(string[] args)
不存在异步	static int Main(string[] args)	static void Main(string[] args)

例如上面代码，生成的入口函数<Main>$就如下代码所示：


static class Program
{
  async static Task<int> Main(string[] args)
  {
    WriteLine("Hello");
    Print(args[0]);
    await Task.Delay(1000);
    return 0;
    void Print(string arg)
    {
      WriteLine(arg);
    }
  }
}

3 结束语

使用顶级语句能简化我们的编码工作，使代码看起来简洁清晰，对初学者也很友好，本质上也未改变C#的语言的原有的语法结构，任何语句都可以使用，没有产生额外的限制，从这些方面来说，是一个值得肯定的变化。

以上就是C#9.0新特性详解——顶级程序语句（Top-Level Programs)的详细内容，更多关于C# 9.0新特性的资料请关注软件开发网其它相关文章！

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